[发明专利]音圈电机及其控制方法和控制装置

说明书

本申请公开了音圈电机及其控制方法和控制装置。其中音圈电机由内线圈模组和外线圈模组构成，内线圈模组设置在外线圈模组内，内线圈模组与外线圈模组间形成可供内线圈模组移动的气隙。音圈电机的控制方法包括：驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力；根据期望力指令，以及根据音圈电机的执行机构发送的力反馈信息，确定内线圈电流指令；根据内线圈电流指令，驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力；根据外线圈电磁力和内线圈电磁力，使执行机构产生电机作用力。该技术方案舍弃永磁体，通过采用内外双线圈模组构成的音圈电机，解决了采用永磁体的电机在高温等环境中无法维持稳定的问题，并且实现了内线圈电磁力的闭环控制。

技术领域

本申请涉及电机技术领域，尤其涉及音圈电机及其控制方法和控制装置。

背景技术

近年来，在消费电子、半导体、医疗设备等产品组装和生产领域，产品的精密性和复杂度不断提高，对生产设备的作业速度和控制精度的要求日益提高。在需要实施力控制的场景中，音圈电机由于具有响应速度快、控制精度高等优点，在高速高精度设备上的应用越来越广泛。

目前常见的音圈电机通常由永磁体和线圈组成，其中永磁体产生的磁场与通电线圈导体产生的磁场相互作用，从而产生运动。同时，音圈电机结合反馈及控制系统，能够实现精确的控制。

然而，由于永磁体产生的磁场及磁感应强度无法主动控制调节，并且在高温、高热、撞击等场景中容易改变磁场的强弱，因此会影响音圈电机的运动及控制精度。

发明内容

本申请实施例提供了音圈电机及其控制方法和控制装置，以增强音圈电机的环境适应性和稳定性，提高音圈电机的运动和控制精度。

本申请实施例采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种音圈电机控制方法，采用由内线圈模组和外线圈模组构成的音圈电机，将内线圈模组设置在外线圈模组内，在内线圈模组与外线圈模组间形成可供内线圈模组移动的气隙，该方法还包括：驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力；根据期望力指令，以及根据音圈电机的执行机构发送的力反馈信息，确定内线圈电流指令；根据内线圈电流指令，驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力；根据外线圈电磁力和内线圈电磁力，使执行机构产生电机作用力。

在一些实施例中，音圈电机控制方法中，驱动音圈电机的外线圈模组产生外线圈电磁力包括：根据期望力指令确定外线圈力指令；根据外线圈力指令确定外线圈电流指令；获取外线圈电流反馈信息，根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息确定外线圈驱动指令；根据外线圈驱动指令驱动外线圈模组产生外线圈电磁力。

在一些实施例中，音圈电机控制方法中，根据外线圈力指令确定外线圈电流指令包括：根据外线圈模组的线圈长度、圈数、磁极面积和磁导率，以及外线圈力指令，确定外线圈电流指令。

在一些实施例中，音圈电机控制方法中，根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息确定外线圈驱动指令包括：根据外线圈电流指令和外线圈电流反馈信息，确定外线圈电流差值；将外线圈电流差值分别与外线圈电流环比例增益、外线圈电流环积分增益及外线圈电流环微分增益进行相应运算，利用得到的各运算值确定外线圈驱动指令。

在一些实施例中，音圈电机控制方法中，根据期望力指令，以及根据音圈电机的执行机构发送的力反馈信息，确定内线圈电流指令包括：根据期望力指令和力反馈信息确定力差值；将力差值分别与力闭环比例增益、力闭环积分增益及力闭环微分增益进行相应运算，利用得到的各运算值和期望力指令，确定内线圈电流指令。

在一些实施例中，音圈电机控制方法中，根据内线圈电流指令，驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力包括：获取内线圈电流反馈信息；根据内线圈电流指令和内线圈电流反馈信息确定内线圈驱动指令；根据内线圈驱动指令，驱动音圈电机的内线圈模组产生内线圈电磁力。