打印机无刷电机高精度控制方法及其系统与流程
本发明涉及无刷电机控制领域，具体而言是涉及一种打印机无刷电机高精度控制方法及其系统。
背景技术：
1、打印机在打印图像和文字时，需要精确的墨滴喷射或硒鼓转动速度来确保图像的清晰度。无刷电机通常用于驱动打印头移动、纸张传送等关键部件。如果电机转速不稳定或不准确，会导致打印头在不同位置的移动速度不一致。例如，在喷墨打印机中，打印头以一定的速度在纸张上移动并喷射墨滴。如果电机转速波动，打印头的移动速度会变化，可能使墨滴间距不均匀，从而影响图像的清晰度和色彩饱和度。在激光打印机中，硒鼓的转动速度也需要精确控制，以确保激光在硒鼓上的曝光均匀，从而获得高质量的打印效果。
2、现有技术中通常采用对pwm调速信号进行周期捕获，换算成期望转速；然后无刷驱动器内部的mcu(单片机)把期望转速作为速度环的目标值，进行pid运算，进而控制无刷驱动器的输出波形，使电机转速基本稳定在期望转速附近，但上述方案中首先无刷驱动器内部的mcu对调速pwm信号进行周期捕获的时候，受mcu最高定时器频率、mcu时钟精度的影响，生成的期望转速数值有一定的误差；其次速度环会带来一定的误差和波动，无法确保电机转速跟期望转速完全一致。
技术实现思路
1、为了解决上述的问题，本发明提供一种打印机无刷电机高精度控制方法，所述方法包括：通过采集电机转子位置的信号形成多路霍尔信号，通过对多路霍尔信号通过第一预处理方式处理形成代表电机转速的实时转速信号波形；通过对电机的pwm调速信号进行周期采集，然后通过第二预处理方式处理成期望转速信号波形；以期望转速信号波形为参照对实时转速信号波形进行波形校正，对实时转速信号波形与期望转速信号波形之间偏差进行调整形成调整电流，通过将调整电流输入电机对电机的转速形成调整。
2、进一步而言，所述第一预处理方式为将多路霍尔信号输入到异或门电路中，根据异或门电路的输出信号变化的次数和时间，形成代表电机转速的实时转速信号波形。
3、进一步而言，所述第二预处理方式通过计算相邻两个pwm调速信号的时间间隔，形成时间t，通过公式：n＝60/(t*p)进行计算其中，n为期望转速、p为电机极对数，然后将计算出的期望转速进行模拟输出形成期望转速信号波形。
4、进一步而言，以期望转速信号波形为参照对实时转速信号波形进行波形校正，即将期望转速信号波形和实时转速信号波形的周期进行对比，形成周期偏差调整电流，通过输出周期偏差调整电流控制电机转速进行调整。
5、进一步而言，以期望转速信号波形为参照对实时转速信号波形进行波形校正，即将期望转速信号波形和实时转速信号波形的波形相位进行比较，形成相位偏差调整电流，通过输出相位偏差调整电流控制电机转速进行调整。
6、进一步而言，以期望转速信号波形为参照对实时转速信号波形进行波形校正，即将期望转速信号波形和实时转速信号波形的周期和波形相位进行同时比较，形成总偏差调整电流，通过输出总偏差调整电流控制电机转速进行调整。
7、进一步而言，所述总偏差调整电流包括将期望转速信号波形和实时转速信号波形的周期进行对比，形成周期偏差调整电流，和将期望转速信号波形和实时转速信号波形的波形相位进行比较，形成相位偏差调整电流，所述总偏差调整电流满足如下公式：总偏差调整电流＝周期偏差调整电流+(相位偏差调整电流/8)。
8、本申请还提供一种打印机无刷电机高精度控制系统，包括霍尔传感模块，所述霍尔传感模块用于在无刷电机的转动中根据磁场的变化产生相应的霍尔信号；第一波形产生模块，所述第一波形产生器用于将多路霍尔信号通过处理形成代表电机转速的实时转速信号波形；pwm调速信号模块，所述pwm调速信号模块用于发出pwm调速信号；第二波形产生模块，所述第二波形产生器用于通过对电机的pwm调速信号进行周期采集，然后通过处理成期望转速信号波形；对比校正模块，所述对比校正模块用于对实时转速信号波形与期望转速信号波形之间偏差进行调整形成调整电流。
9、进一步而言，所述对比校正模块包括波形周期校正单元和波形相位校正单元，所述波形周期校正单元，用于将期望转速信号波形和实时转速信号波形的波形相位进行比较，形成相位偏差调整电流，所述波形相位校正单元，用于将期望转速信号波形和实时转速信号波形的波形相位进行比较，形成相位偏差调整电流。
10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
11、本申请通过以期望转速信号波形为参照对实时转速信号波形进行波形校正，对实时转速信号波形与期望转速信号波形之间偏差进行调整形成调整电流，使其在打印机领域中，可以实现更加精准的对无刷电机的转速进行调节。
12、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
技术特征：
1.一种打印机无刷电机高精度控制方法，其特征在于，所述方法包括：通过采集电机转子位置的信号形成多路霍尔信号，通过对多路霍尔信号通过第一预处理方式处理形成代表电机转速的实时转速信号波形；通过对电机的pwm调速信号进行周期采集，然后通过第二预处理方式处理成期望转速信号波形；以期望转速信号波形为参照对实时转速信号波形进行波形校正，对实时转速信号波形与期望转速信号波形之间偏差进行调整形成调整电流，通过将调整电流输入电机对电机的转速形成调整。
2.根据权利要求1所述的打印机无刷电机高精度控制方法，其特征在于，所述第一预处理方式为将多路霍尔信号输入到异或门电路中，根据异或门电路的输出信号变化的次数和时间，形成代表电机转速的实时转速信号波形。
3.根据权利要求1所述的打印机无刷电机高精度控制方法，其特征在于，所述第二预处理方式通过计算相邻两个pwm调速信号的时间间隔，形成时间t，通过公式：n＝60/(t*p)进行计算其中，n为期望转速、p为电机极对数，然后将计算出的期望转速进行模拟输出形成期望转速信号波形。
4.根据权利要求1所述的打印机无刷电机高精度控制方法，其特征在于，以期望转速信号波形为参照对实时转速信号波形进行波形校正，即将期望转速信号波形和实时转速信号波形的周期进行对比，形成周期偏差调整电流，通过输出周期偏差调整电流控制电机转速进行调整。
5.根据权利要求1所述的打印机无刷电机高精度控制方法，其特征在于，以期望转速信号波形为参照对实时转速信号波形进行波形校正，即将期望转速信号波形和实时转速信号波形的波形相位进行比较，形成相位偏差调整电流，通过输出相位偏差调整电流控制电机转速进行调整。
6.根据权利要求1所述的打印机无刷电机高精度控制方法，其特征在于，以期望转速信号波形为参照对实时转速信号波形进行波形校正，即将期望转速信号波形和实时转速信号波形的周期和波形相位进行同时比较，形成总偏差调整电流，通过输出总偏差调整电流控制电机转速进行调整。
7.根据权利要求6所述的打印机无刷电机高精度控制方法，其特征在于，所述总偏差调整电流包括将期望转速信号波形和实时转速信号波形的周期进行对比，形成周期偏差调整电流，和将期望转速信号波形和实时转速信号波形的波形相位进行比较，形成相位偏差调整电流，所述总偏差调整电流满足如下公式：总偏差调整电流＝周期偏差调整电流+(相位偏差调整电流/8)。
8.一种打印机无刷电机高精度控制系统，其特征在于，包括，霍尔传感模块，所述霍尔传感模块用于在无刷电机的转动中根据磁场的变化产生相应的霍尔信号；第一波形产生模块，所述第一波形产生器用于将多路霍尔信号通过处理形成代表电机转速的实时转速信号波形；pwm调速信号模块，所述pwm调速信号模块用于发出pwm调速信号；第二波形产生模块，所述第二波形产生器用于通过对电机的pwm调速信号进行周期采集，然后通过处理成期望转速信号波形；对比校正模块，所述对比校正模块用于对实时转速信号波形与期望转速信号波形之间偏差进行调整形成调整电流，将调整电流输送给电机。
9.根据权利要求9所述的打印机无刷电机高精度控制系统，其特征在于，所述对比校正模块包括波形周期校正单元和波形相位校正单元，所述波形周期校正单元，用于将期望转速信号波形和实时转速信号波形的波形相位进行比较，形成相位偏差调整电流，所述波形相位校正单元，用于将期望转速信号波形和实时转速信号波形的波形相位进行比较，形成相位偏差调整电流。
技术总结
本发明公开了一种打印机无刷电机高精度控制方法及其系统，包括通过采集电机转子位置形成多路霍尔信号，通过对多路霍尔信号通过第一预处理方式处理形成实时转速信号波形；通过对电机的调速信号进行周期采集，然后通过第二预处理方式处理成期望转速信号波形；以期望转速信号波形为参照对实时转速信号波形进行波形校正，对实时转速信号波形与期望转速信号波形之间偏差进行调整形成调整电流，通过将调整电流输入电机对电机的转速形成调整。本申请通过以期望转速信号波形为参照对实时转速信号波形进行波形校正，对实时转速信号波形与期望转速信号波形之间偏差进行调整形成调整电流，使其在打印机领域中实现更加精准的对无刷电机的转速进行调节。
技术研发人员：刘靖远,黄锦波,兰金华,戚颉,苏志坚,周海辉
受保护的技术使用者：广东长锦成智能制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5