本發明涉及步進電機，具體涉及一種基于預收緊的步進電機控制方法、裝置及介質。

背景技術：

1、目前，市場上大多數汽車空調出風口的電機驅動都是通過軟件控制pwm(脈沖寬度調制)波來實現的。這種控制方式能夠靈活調節電機的速度和位置，適用于各種不同的應用場景。然而，現有的pwm控制技術存在一個顯著的缺點：電機在啟動時沒有確定的位置檢測機制，導致每次啟動前電機都處于自由狀態。

2、當電機從自由狀態迅速啟動時，由于突然施加的高頻電流會使電機快速加速至目標速度，這一過程中會產生顯著的振動和噪音。具體表現為以下幾點：(1)齒輪間隙引起的噪音：由于電機內部齒輪間存在一定的間隙(大約0-2度)，在電機快速啟動時，主動齒輪與從動齒輪之間的快速接觸會導致撞擊聲。(2)電流引起的異響：除了機械部件間的撞擊外，電流的快速變化也會產生特有的電流聲音。

3、這些問題不僅影響用戶的聽覺體驗，長期來看還可能導致電機內部組件的磨損加劇，縮短電機使用壽命。

技術實現思路

1、為使汽車空調出風口電機在啟動過程中能夠更順滑，減少由于齒輪高速撞擊以及電流快速變化導致的異響問題，本發明提出了一種基于預收緊的步進電機控制方法，步進電機的運行過程由預收緊階段、運行階段、停止階段這三個階段組成，所述控制方法具體包括步驟：

2、s1：接收上電信號進入預收緊階段，控制兩相電流從零電流開始輸入等差遞增的驅動電流使轉子在當前所處兩個相位之間緩步轉動；

3、s2：在到達預設蓄力時間時，驅動電流上升至兩相電流交點值，在兩相電磁力互斥作用下使轉子定位于兩相中間位置；

4、s3：進入運行階段，以兩相電流交點值為起始電流，通過相鄰兩相分別在正弦/余弦波動電流驅動引起的互斥作用力下帶動轉子步進轉動，并在接收到電機下電信號后進入s4步驟；

5、s4：進入停止階段，控制驅動電流根據當前正弦/余弦波動電流變化趨勢調整至兩相電流交點值，在兩相電磁互斥作用下使轉子定位于兩相中間位置；

6、s5：以等差遞減的趨勢控制驅動兩相電流降低至零電流。

7、進一步地，所述s1和s5步驟中，通過pwm信號占空比的調節控制驅動電流等差遞增/遞減的變化。

8、進一步地，所述s1和s5步驟中，驅動電流的等差遞增/遞減通過如下公式表示：

9、ihalfpwm＝k*t

10、式中，k為通過調試獲得的斜率，t為時間，ihalfpwm為隨時間t等差變化的驅動電流。

11、進一步地，所述兩相電流交流點值為定子相鄰兩相分別在正弦/余弦波動電流驅動下，正弦余弦相交點所對應的電流值。

12、進一步地，所述s2步驟中，預設蓄力時間為不超過電機啟動延遲參數的人為設定時間。

13、進一步地，步進電機的運行過程還包括待機階段，所述s3步驟中，當接收到電機待機信號后，還包括步驟：

14、s41：進入待機階段，控制驅動電流根據當前正弦/余弦波動電流變化趨勢調整至兩相電流交點值，在兩相電磁互斥作用下使轉子定位于兩相中間位置后，并在接收到上電信號后，返回s3步驟。

15、進一步地，所述s1步驟中，當轉子不轉動時，上報異常數據并結束運行。

16、進一步地，所述s5步驟執行過程中，轉子在兩相電磁互斥作用下保持在兩相中間位置處。

17、本發明還包括一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時實現所述基于預收緊的步進電機控制方法的步驟。

18、還包括一種處理數據的裝置，包括：

19、存儲器，其上存儲有計算機程序；

20、處理器，用于執行所述存儲器中的計算機程序，以實現所述基于預收緊的步進電機控制方法的步驟。

21、與現有技術相比，本發明至少含有以下有益效果：

22、(1)本發明所述的一種基于預收緊的步進電機控制方法、裝置及介質，在電機啟動前，通過軟件控制pwm波給電機一個緩慢增加的電流，使電機逐步蓄力并定位到兩相中間位置，這一過程有效地減少了啟動時的齒輪碰撞和電流噪聲，顯著降低了啟動噪音；

23、(2)通過預設的蓄力時間和電流曲線，電機在正式加速前已經處于一個較為穩定的狀態，從而使得啟動過程更加平順，減少了啟動瞬間的沖擊感；

24、(3)起步階段的平滑啟動減少了電機內部組件的磨損，提高了系統的可靠性和穩定性，停止階段同樣采用類似的電流控制方法，確保電機在停止時也能平穩過渡，進一步減少了機械部件的磨損；

25、(4)通過軟件控制實現電機的平滑啟動和停止，無需額外增加硬件成本，因此在保持高性能的同時，還能有效控制成本。

技術特征：

1.一種基于預收緊的步進電機控制方法，其特征在于，步進電機的運行過程由預收緊階段、運行階段、停止階段這三個階段組成，所述控制方法具體包括步驟：

2.如權利要求1所述的一種基于預收緊的步進電機控制方法，其特征在于，所述s1和s5步驟中，通過pwm信號占空比的調節控制驅動電流等差遞增/遞減的變化。

3.如權利要求1所述的一種基于預收緊的步進電機控制方法，其特征在于，所述s1和s5步驟中，驅動電流的等差遞增/遞減通過如下公式表示：

4.如權利要求1所述的一種基于預收緊的步進電機控制方法，其特征在于，所述兩相電流交流點值為定子相鄰兩相分別在正弦/余弦波動電流驅動下，正弦余弦相交點所對應的電流值。

5.如權利要求1所述的一種基于預收緊的步進電機控制方法，其特征在于，所述s2步驟中，預設蓄力時間為不超過電機啟動延遲參數的人為設定時間。

6.如權利要求1所述的一種基于預收緊的步進電機控制方法，其特征在于，步進電機的運行過程還包括待機階段，所述s3步驟中，當接收到電機待機信號后，還包括步驟：

7.如權利要求1所述的一種基于預收緊的步進電機控制方法，其特征在于，所述s1步驟中，當轉子不轉動時，上報異常數據并結束運行。

8.如權利要求1所述的一種基于預收緊的步進電機控制方法，其特征在于，所述s5步驟執行過程中，轉子在兩相電磁互斥作用下保持在兩相中間位置處。

9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現權利要求1至8中任一項所述控制方法的步驟。

10.一種處理數據的裝置，其特征在于，包括：

技術總結
本發明公開了一種基于預收緊的步進電機控制方法、裝置及介質，涉及步進電機技術領域，包括步驟：控制兩相電流從零電流開始輸入等差遞增的驅動電流使轉子在當前所處兩個相位之間緩步轉動；在到達預設蓄力時間時，驅動電流上升至兩相電流交點值，在兩相電磁力互斥作用下使轉子定位于兩相中間位置；通過相鄰兩相分別在正弦/余弦波動電流驅動引起的互斥作用力下帶動轉子步進轉動，并在接收到電機下電信號后控制驅動電流根據當前正弦/余弦波動電流變化趨勢調整至兩相電流交點值；在兩相電磁互斥作用下使轉子定位于兩相中間位置后，以等差遞減的趨勢控制驅動電流降低至零電流。本發明有效地減少了啟動時的齒輪碰撞和電流噪聲，顯著降低了啟動噪音。

技術研發人員：陳嫵,錢禮峰,張穎
受保護的技術使用者：寧波福爾達智能科技股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28