[发明专利]运动控制系统自校准

说明书

背景技术

本说明书描述了一种用于自校准运动控制系统和用于确定机电致动器的相位的零力位置的装置和方法。

发明内容

在一个方面，一种用于自校准运动控制系统的方法包括：由与运动控制系统相关联的位置检测器提供电枢的位置信息；提供具有预先确定的频率成分的运动引导校准信号，以使得运动控制系统给多相电机的多个相位提供电流，多相电机包括电枢；对提供给多个相位的电流进行换向，使得如果电枢的实际位置对应于位置信息，则具有预先确定的频率成分的净力为零；以及在预先确定的频率处检测由运动引导信号引起的电枢的运动。预先确定的频率成分可以包括运动控制系统的正常操作范围以外的频率。检测可以包括根据预先确定的频率成分对加速度测量进行滤波。该用于校准运动控制系统的方法可以进一步包括在检测到由电枢引起的运动的情况下，修改位置信息。检测可以包括测量电枢的加速度。检测可以包括检测由电枢的运动引起的可听的振动。该方法可以进一步包括以常规方式操作运动控制系统，常规方式包括：接收所希望的电枢位置作为输入；确定将使得由位置信息指示的位置与所希望的电枢位置匹配的运动；确定影响运动所需的力；以及向电枢施加所需的力。

在另一方面，一种自校准运动控制系统包括：电机，包括电枢和多个相位；位置传感器，用以提供电枢的位置信息；校准信号源，用以提供引导运动控制系统给该多个相位提供电流的信号；换向器，用以对提供给该多个相位的电流进行换向，从而使得如果电枢的实际位置对应于位置信息，则由该多个相位引起的净力为零；以及运动检测器，用以检测由运动引导信号引起的电枢的运动。该自校准运动控制系统可以包括用以修改位置信息的电路，并且换向器可以进一步对提供给该多个相位的电流进行换向，从而使得如果电枢的实际位置对应于修改后的位置信息，则由该多个相位引起的净力为零。运动检测器可以包括加速度计。运动检测器可以包括麦克风。用于在运动控制系统中使用的校准设备可以包括用以修改位置信息的电路，并且换向器可以对提供给该多个相位的电流进行换向，从而使得如果电枢的实际位置对应于修改后的位置信息，则由该多个相位引起的净力为零。

在另一方面，一种方法包括：在第一频率处向电机的电枢施加力以移动电枢通过一定位置范围；由位置传感器确定电枢的所指示的位置；在高于第一频率的频率处激励电机的线圈；以及测量电枢的加速度；对电枢的加速度进行滤波以得到滤波后的加速度测量；以及当滤波后的加速度测量为零时，记录所指示的位置。施加可以由线性致动器执行。激励可以由第一力源执行并且施加可以由第二力源执行。第二力源可以是重力。滤波可以包括带通滤波。该方法可以进一步包括计算加速度的均方根值。该方法可以在主动交通工具座椅悬挂中实现。力可以由空气弹簧施加。可以向机械地耦合到电枢的设施施加力。该方法可以进一步包括响应于测量对电机进行换向。

在另一方面，一种运动控制装置包括：电机，其包括电枢；力源，不同于电机，用于移动电枢通过一定运动范围；位置检测器，用于检测电枢的位置；加速度计，用于提供对电枢的加速度的测量；滤波器，用于对测量进行滤波；以及用于将检测到的位置与为零的加速度测量相关联的电路。该运动控制装置可以包括将第二力源与电枢机械地耦合的设施。滤波器可以是带通滤波器。该运动控制装置可以进一步包括用于计算加速度的测量的均方根值的电路。电机可以是多相电机。该运动控制装置可以包括用于响应于加速度测量而对电机进行换向的换向电路。

在另一方面，一种主动交通工具座椅悬挂系统包括：交通工具座椅；致动器，用于控制交通工具座椅的运动，致动器包括电枢；位置检测器，用以提供电枢的位置信息；以及用于主动交通工具座椅悬挂的自校准系统。自校准系统包括：独立于致动器移动交通工具座椅的力源；电源，用以在预先确定的频率处给致动器提供电流；换向器，用于对电流进行换向，使得如果位置信息是准确的则致动器施加预先确定量的力，以及加速度计，用于测量电枢的加速度；以及滤波器，用于对电枢的加速度进行滤波。预先确定量的力可以是零。

当结合以下附图阅读以下详细描述时，其他特征、目的和优点将变得明显。

附图说明

图1是运动控制系统的框图；

图2是力输出对电机位移的曲线图；

图3是针对三相电动机的力输出对电机位移的曲线图；

图4是运动控制系统的框图；

图5A是用于检测零力位置的处理的框图；

图5B是加速度对电机位移的曲线图；

图6是运动控制系统的一部分的框图；

图7是用于检测零力位置的处理的框图；