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CN113787941B - 一种基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法 - Google Patents

一种基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，包括以下步骤：电机驱动座椅沿导轨以固定速度V向前移动；通过电机的母线电流传感器监测电机母线电流值；通过电机母线电流值积分窗方式判定座椅是否到达导轨上的向前极限位置，到达向前极限位置时记录此向前极限位置；当座椅到达向前极限位置后，电机驱动座椅向后启动，直至座椅达到设定速度时切换为固定速度V控制向后移动；座椅以固定速度V向后移动时，通过电机母线电流值积分窗方式判定座椅是否到达向后极限位置，到达向后极限位置时记录此向后极限位置。能快速准确地对座椅极限位置进行自动校准。

Description

一种基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法
技术领域
本发明具体涉及一种基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法。
背景技术
电动驾驶员座椅采用无刷直流电机进行控制，需要对极限位置进行校准。当座椅触碰极限位置时，则达到位置极限点，座椅控制器将该位置记录在内存中，完成极限位置的校准。在此过程中，电动驾驶员座椅与轨道极限位置或座椅上下极限位发生触碰，通过触碰触发保护，从而判断到达极限位置。由于碰撞过程中，易发生座椅变形，造成座椅损坏，需对极限点进行及时判断，并使电动机构迅速停止。本发明采用基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，通过对电流与时间的积分运算，可以实现对极限位置的检测，可有效快速判断出座椅极限位置，实现极限位置校准，提高电动驾驶员座椅安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，能快速准确地对座椅极限位置进行自动校准。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，包括以下步骤：
步骤1，电机驱动座椅沿导轨以固定速度V向前移动；
步骤2，通过电机的母线电流传感器监测电机母线电流值；
步骤3，通过电机母线电流值积分窗方式判定座椅是否到达导轨上的向前极限位置，到达向前极限位置时记录此向前极限位置；
步骤4，当座椅到达向前极限位置后，电机驱动座椅向后启动，直至座椅达到设定速度时切换为固定速度V控制向后移动；
步骤5，座椅以固定速度V向后移动时，通过电机母线电流值积分窗方式判定座椅是否到达向后极限位置，到达向后极限位置时记录此向后极限位置。
按照上述技术方案，在所述的步骤5后，还包括以下步骤：
步骤6，重复步骤1～步骤5多次，取各向前极限位置的中间值作为最终向前极限位置，取各向后极限位置的中间值作为最终向后极限位置；
步骤7，座椅以恒速度向后移动，当到达最终向前极限位置和最终向后极限位置的中间位置时，电机停止，校准结束。
按照上述技术方案，固定速度V为1200r/min～1800r/min。
按照上述技术方案，在所述的步骤3和步骤5中，通过电流值积分窗方式判断向前和向后的极限位置的具体过程为：当电机母线电流值大于设定电流值后，将每1ms电机母线电流值进行累加，直至累加值大于设定积分值时，则判定此时座椅到达导轨上的向前极限位置。
按照上述技术方案，当通过电流累加值判定并记录座椅极限位置后，对电流累加值进行清零。
按照上述技术方案，相邻两个极限位置的判定时间相差不小于2s，且相邻两个极限位置判定位移相差不小于10cm。
按照上述技术方案，在所述的步骤4和步骤5中，电机以恒转矩驱动座椅从上一极限位置向反方向启动，直至座椅达到设定速度后，座椅以固定速度V继续移动。
按照上述技术方案，在所述的步骤4和步骤5中，电机以恒转矩2A驱动座椅从上一极限位置向反方向启动，直至座椅达到设定速度V后或计时T后，座椅以恒转速驱动以速度V继续移动；座椅在触碰返回时，采用恒转矩的控制方式进行控制，可避免机械老化或轨道阻力变大，造成校正失效，达到设定速度或达到计时T，改为恒转速控制。
按照上述技术方案，计时T为80ms～120ms。
按照上述技术方案，计时T的最佳时间为100ms。
本发明具有以下有益效果：
本发明提出基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，实现校准工作模式时，能快速准确地对座椅极限位置进行自动校准，尤其适用于飞机电动驾驶员座椅，属于航空技术领域，该方法也可以应用于其他基于极限位置检测的信号处理及设计、汽车防撞等触发系统，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例中基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中座椅碰撞导轨上极限机构时电机母线电流变化示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图2所示，本发明提供的一个实施例中的基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，包括以下步骤：
步骤1，电机驱动座椅沿导轨以固定速度V向前移动；
步骤2，通过电机的母线电流传感器采集电机的电流信号，并对信号范围进行有效性判定和低通滤波，监测电机母线电流实际物理值；
步骤3，通过电机母线电流值积分窗方式判定座椅是否到达导轨上的向前极限位置，到达向前极限位置时记录此向前极限位置；
步骤4，当座椅到达向前极限位置后，电机驱动座椅向后启动，直至座椅达到设定速度时切换为固定速度V控制向后移动；
步骤5，座椅以固定速度V向后移动时，通过电机母线电流值积分窗方式判定座椅是否到达向后极限位置，到达向后极限位置时记录此向后极限位置。
进一步地，在所述的步骤5后，还包括以下步骤：
步骤6，重复步骤1～步骤5多次，取各向前极限位置的中间值作为最终向前极限位置，取各向后极限位置的中间值作为最终向后极限位置；
步骤7，座椅以恒速度向后移动，当到达最终向前极限位置和最终向后极限位置的中间位置时，电机停止，校准结束。
进一步地，固定速度V为1200r/min～1800r/min。
进一步地，固定速度V的最优选择为1500r/min。
进一步地，在所述的步骤3和步骤5中，通过电流值积分窗方式判断向前和向后的极限位置的具体过程为：当电机母线电流值大于设定电流值后，将每1ms电机母线电流值进行累加，直至累加值大于设定积分值时，则判定此时座椅到达导轨上的向前极限位置。
进一步地，当通过电流累加值判定并记录座椅极限位置后，对电流累加值进行清零。
进一步地，相邻两个极限位置的判定时间相差不小于2s，且相邻两个极限位置判定位移相差不小于10cm。
即：当相邻两个极限位置判定的时间相差小于2s，或相邻两个极限位置判定位移相差小于10cm时，则判定后一位置为非极限位置，座椅继续沿原有移动方向移动，直至找到相应极限位置。
进一步地，在所述的步骤4和步骤5中，电机以恒转矩驱动座椅从上一极限位置向反方向启动，直至座椅达到设定速度后，座椅以固定速度V继续移动。
进一步地，在所述的步骤4和步骤5中，电机以恒转矩2A驱动座椅从上一极限位置向反方向启动，直至座椅达到设定速度V后或计时T后，座椅以恒转速驱动以速度V继续移动；座椅在触碰返回时，采用恒转矩的控制方式进行控制，可避免机械老化或轨道阻力变大，造成校正失效，达到设定速度或达到计时T后，改为恒转速控制。
进一步地，计时T为80ms～120ms。
进一步地，计时T的最佳时间为100ms。
本发明的工作原理包括以下步骤：
步骤1，座椅通过软启动方式控制电机以固定速度V(固定速度V为1500r/min)向前移动；
步骤2，对母线电流传感器信号进行DSP采样，并对信号范围进行有效性判定和低通滤波；
步骤3，根据实际物理量纲与AD转换的换算关系，计算得到母线电流实际物理值；
步骤4，判断母线电流是否大于设定电流值，当大于设定限制后将每1ms母线电流的值进行累加，当累加值大于设定积分值时，则判定此时到达向前极限位置，对电流累加值进行清零；
步骤5，当座椅到达向前极限位置后，座椅控制电机以恒转矩控制向后启动，达到设定速度时切换为恒速度控制向后移动；
步骤6，座椅以恒转速向后移动，继续监控母线电流信号，当判定到达向后极限位置时，对相邻两个极限位置判断的时间和位移进行判断，当相差太小(时间小于2s或位移小于10cm)则舍弃此极限位置，继续向后移动，直到满足条件后，记录此时向后极限位置，并控制电机以恒转矩向前启动，当达到设定速度或100ms后切换为恒速度向后移动；
步骤7，座椅以固定速度向前移动，继续监控母线电流信号，当判定到达向前极限位置时，对相邻两个极限位置判断的时间和位移进行判断，如相差太小(时间小于2s或位移小于10cm)则舍弃此极限位置，继续向前移动，直到满足条件后，记录此时向前极限位置，并控制电机以恒转矩向后启动，当达到设定速度或100ms后后切换为恒速度向后移动；
进一步地，电机通过传动机构与座椅连接，驱动座椅沿导轨前后来回移动，控制电机的母线上设有电流传感器，电机连接有控制器，控制器与电流传感器连接，导轨的两端设有限位机构。
本发明提出一种基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法。采用该技术可实现电动驾驶员座椅在校准工作模式，对轨道极限位置或座椅上下极限位进行校准时，通过基于电流积分窗的座椅极限位置检测，按照固定校准流程进行校准，使电动驾驶员座椅对于大电流触碰能够及时响应，对小电流触碰增加可靠性。
采用基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，通过电流与时间的积分运算判断是否到达极限位置。以前后校准极限位置为例，采用如下策略：当电动驾驶员座椅接收到校准命令后，控制电机以固定速度向一个方向移动，实时感受母线电流，通过处理器的AD采集、传感器信号有效性判断、低通滤波及物理量变换，转换为有效母线电流，并对时间进行积分，碰撞电流与时间关系图如图1，当积分值达到碰撞条件时，控制电机以固定速度进行反转，并记录此时极限位置，电流环持续一定时间后，切换回速度环，以同样方式记录另一个极限位置。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，电机驱动座椅沿导轨以固定速度V向前移动；
步骤2，通过电机的母线电流传感器监测电机母线电流值；
步骤3，通过电机母线电流值积分窗方式判定座椅是否到达导轨上的向前极限位置，到达向前极限位置时记录此向前极限位置；
步骤4，当座椅到达向前极限位置后，电机驱动座椅向后启动，直至座椅达到设定速度时切换为固定速度V控制向后移动；
步骤5，座椅以固定速度V向后移动时，通过电机母线电流值积分窗方式判定座椅是否到达向后极限位置，到达向后极限位置时记录此向后极限位置。
2.根据权利要求1所述的基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，其特征在于，在所述的步骤5后，还包括以下步骤：
步骤6，重复步骤1～步骤5多次，取各向前极限位置的中间值作为最终向前极限位置，取各向后极限位置的中间值作为最终向后极限位置；
步骤7，座椅以恒速度向后移动，当到达最终向前极限位置和最终向后极限位置的中间位置时，电机停止，校准结束。
3.根据权利要求1所述的基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，其特征在于，固定速度V为1200r/min～1800r/min。
4.根据权利要求1所述的基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，其特征在于，在所述的步骤3和步骤5中，通过电流值积分窗方式判断向前和向后的极限位置的具体过程为：当电机母线电流值大于设定电流值后，将每1ms电机母线电流值进行累加，直至累加值大于设定积分值时，则判定此时座椅到达导轨上的向前极限位置。
5.根据权利要求4所述的基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，其特征在于，当通过电流累加值判定并记录座椅极限位置后，对电流累加值进行清零。
6.根据权利要求4所述的基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，其特征在于，相邻两个极限位置的判定时间相差不小于2s，且相邻两个极限位置判定位移相差不小于10cm。
7.根据权利要求1所述的基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，其特征在于，在所述的步骤4和步骤5中，电机以恒转矩2A驱动座椅从上一极限位置向反方向启动，直至座椅达到设定速度V后或计时T后，座椅以恒转速驱动以速度V继续移动。
8.根据权利要求7所述的基于电流积分窗的座椅极限位置校准方法，其特征在于，T为80ms～120ms。
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