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公开(公告)号：CN107276468B
公开(公告)日：2019-03-19
申请号：CN201710485612.8
申请日：2017-06-23
Applicant: 安徽大学
Abstract: 本发明涉及一种三自由度运动永磁球形步进电动机电流控制装置，包括主控站、控制模块、驱动模块、位置检测模块，所述主控站由PC机构成，与控制模块连接，所述控制模块包括微处理器，通过数据总线与驱动模块连接，所述驱动模块包括逆变电路、驱动电路、过电流保护电路以及电流采样电路，驱动模块的输出端分别与永磁球形步进电动机的24个定子线圈连接，所述位置检测模块通过位置信号通讯总线与控制模块相连。本发明能够输出大功率、高精度的驱动电流，具有结构简单、响应快、控制效率高等优点。
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公开(公告)号：CN106292337B
公开(公告)日：2018-12-28
申请号：CN201610906739.8
申请日：2016-10-17
Applicant: 安徽大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明公开了一种基于正弦加速度函数的永磁球形电机点到点运动轨迹规划方法及其应用，其特征是：以永磁球形电机转子为研究对象，首先通过给定欧拉旋转角，或给定两点坐标，采用本发明提出的一种由两点坐标反向求解欧拉旋转角的方法，反解出欧拉旋转角。然后根据电机运行时间和初始条件，求解出正弦加速度函数的表达式，最后根据转子动力学方程，得到最终的控制转矩。本发明实现了永磁球形电机点到点运动的轨迹规划，并将其应用到复杂连续轨迹的规划上，能有效减少输入信号的冲击、不连续变化等因素对控制对象产生的不利影响，从而提高控制系统的控制精度和电机运行的稳定性。
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公开(公告)号：CN106877787B
公开(公告)日：2018-12-21
申请号：CN201710279966.7
申请日：2017-04-26
Applicant: 安徽大学
IPC: H02P31/00
Abstract: 本发明公开了一种基于运动解耦的永磁球形电机通电控制方法，其特征是根据偏航、俯仰和自旋三种运动姿态预先将电机定子线圈分组，分别对三种运动姿态建立电磁转矩模型；然后由期望角位移通过动力学方程求解出运动所需的控制转矩；再利用基于运动解耦的通电控制方法，将控制转矩分别通过对应的偏航、俯仰和自旋电磁转矩模型，逆向求解出所需控制转矩对应电流，最后通过电流控制装置实现期望位置的运动。本发明通电控制方法简单，同一时刻只需对四个线圈供电就能实现永磁球形电机对应的偏航、俯仰和自旋运动，具有功耗小、响应快、运动稳定等优势。
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公开(公告)号：CN108736657A
公开(公告)日：2018-11-02
申请号：CN201810548555.8
申请日：2018-05-31
Applicant: 安徽大学
Abstract: 本发明公开了一种基于光学传感器的永磁球形电机转子位置检测方法，包括永磁球形电机，半球形罩壳，基于光学传感器的硬件检测电路，ARM开发板及位置解算算法，其特征是：在所述球形电机转子输出轴上固定半球形罩壳，球形电机定子外壳上间隔90°固定放置两个光学传感器；由所述两个光学传感器检测获得运动的半球形罩壳表面的位移信息，通过对该位移信息进行位置解算，得到半球形罩壳运动的偏航角和俯仰角，解算得到半球形罩壳上P点的位置坐标，由于球形转子与半球形罩壳同轴同心且根据二者半径之间的关系，即可求得球形转子上S点的位置坐标。本发明方法基于的硬件结构相对简单，位置坐标解算算法容易实现，检测误差较小，具有较强实际应用价值。
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公开(公告)号：CN106877787A
公开(公告)日：2017-06-20
申请号：CN201710279966.7
申请日：2017-04-26
Applicant: 安徽大学
IPC: H02P31/00
CPC classification number: H02P31/00
Abstract: 本发明公开了一种基于运动解耦的永磁球形电机通电控制方法，其特征是根据偏航、俯仰和自旋三种运动姿态预先将电机定子线圈分组，分别对三种运动姿态建立电磁转矩模型；然后由期望角位移通过动力学方程求解出运动所需的控制转矩；再利用基于运动解耦的通电控制方法，将控制转矩分别通过对应的偏航、俯仰和自旋电磁转矩模型，逆向求解出所需控制转矩对应电流，最后通过电流控制装置实现期望位置的运动。本发明通电控制方法简单，同一时刻只需对四个线圈供电就能实现永磁球形电机对应的偏航、俯仰和自旋运动，具有功耗小、响应快、运动稳定等优势。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106292337A
公开(公告)日：2017-01-04
申请号：CN201610906739.8
申请日：2016-10-17
Applicant: 安徽大学
IPC: G05B17/02
CPC classification number: G05B17/02
Abstract: 本发明公开了一种基于正弦加速度函数的永磁球形电机点到点运动轨迹规划方法及其应用，其特征是：以永磁球形电机转子为研究对象，首先通过给定欧拉旋转角，或给定两点坐标，采用本发明提出的一种由两点坐标反向求解欧拉旋转角的方法，反解出欧拉旋转角。然后根据电机运行时间和初始条件，求解出正弦加速度函数的表达式，最后根据转子动力学方程，得到最终的控制转矩。本发明实现了永磁球形电机点到点运动的轨迹规划，并将其应用到复杂连续轨迹的规划上，能有效减少输入信号的冲击、不连续变化等因素对控制对象产生的不利影响，从而提高控制系统的控制精度和电机运行的稳定性。
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公开(公告)号：CN108736657B
公开(公告)日：2020-07-28
申请号：CN201810548555.8
申请日：2018-05-31
Applicant: 安徽大学
Abstract: 本发明公开了一种基于光学传感器的永磁球形电机转子位置检测方法，包括永磁球形电机，半球形罩壳，基于光学传感器的硬件检测电路，ARM开发板及位置解算算法，其特征是：在所述球形电机转子输出轴上固定半球形罩壳，球形电机定子外壳上间隔90°固定放置两个光学传感器；由所述两个光学传感器检测获得运动的半球形罩壳表面的位移信息，通过对该位移信息进行位置解算，得到半球形罩壳运动的偏航角和俯仰角，解算得到半球形罩壳上P点的位置坐标，由于球形转子与半球形罩壳同轴同心且根据二者半径之间的关系，即可求得球形转子上S点的位置坐标。本发明方法基于的硬件结构相对简单，位置坐标解算算法容易实现，检测误差较小，具有较强实际应用价值。
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公开(公告)号：CN107276468A
公开(公告)日：2017-10-20
申请号：CN201710485612.8
申请日：2017-06-23
Applicant: 安徽大学
Abstract: 本发明涉及一种三自由度运动永磁球形步进电动机电流控制装置，包括主控站、控制模块、驱动模块、位置检测模块，所述主控站由PC机构成，与控制模块连接，所述控制模块包括微处理器，通过数据总线与驱动模块连接，所述驱动模块包括逆变电路、驱动电路、过电流保护电路以及电流采样电路，驱动模块的输出端分别与永磁球形步进电动机的24个定子线圈连接，所述位置检测模块通过位置信号通讯总线与控制模块相连。本发明能够输出大功率、高精度的驱动电流，具有结构简单、响应快、控制效率高等优点。
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公开(公告)号：CN107222142A
公开(公告)日：2017-09-29
申请号：CN201710485574.6
申请日：2017-06-23
Applicant: 安徽大学
Abstract: 本发明涉及一种三自由度运动永磁球形步进电动机驱动电路，包括电源、逆变单元、驱动单元、逻辑转换单元、电流采样控制单元、过流保护控制单元；所述逻辑转换单元与逆变单元相连、电流采样控制单元与逆变单元相连、过流保护控制单元与逆变单元相连，所述逆变单元与驱动单元相连；所述驱动电路共有四层、每层结构完全相同，每层之间通过电源线并联连接。本发明根据三自由度永磁球形步进电动机结构特点，将控制电路与驱动电路分离设计，驱动电路能够输出最大15A的驱动电流，具有结构简单、输出电流功率大、精度高等优点。
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公开(公告)号：CN107222142B
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201710485574.6
申请日：2017-06-23
Applicant: 安徽大学
Abstract: 本发明涉及一种三自由度运动永磁球形步进电动机驱动电路，包括电源、逆变单元、驱动单元、逻辑转换单元、电流采样控制单元、过流保护控制单元；所述逻辑转换单元与逆变单元相连、电流采样控制单元与逆变单元相连、过流保护控制单元与逆变单元相连，所述逆变单元与驱动单元相连；所述驱动电路共有四层、每层结构完全相同，每层之间通过电源线并联连接。本发明根据三自由度永磁球形步进电动机结构特点，将控制电路与驱动电路分离设计，驱动电路能够输出最大15A的驱动电流，具有结构简单、输出电流功率大、精度高等优点。
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