【技術實現步驟摘要】
本申請涉及直流有刷電機領域，尤其是涉及一種直流有刷電機控制系統及方法。
技術介紹
1、隨著電子技術的飛速發展和消費電子產品的廣泛普及，直流有刷電機因其結構簡單、成本低廉、易于控制等優點，在多個領域得到了廣泛應用。在新能源汽車及相關智能設備的推動下，直流有刷電機的驅動及其調速技術成為了研究的熱點。為了滿足不同應用場景的需求，直流有刷電機的驅動電路設計不斷優化，旨在提高其控制性能和可靠性。
2、直流有刷電機的控制主要分為轉向控制和轉速控制兩大部分。根據這兩種控制方法，驅動電路的設計可分為繼電器驅動、三極管驅動和mos管驅動三種主要類型。繼電器驅動因其設計簡單、價格低廉而受到青睞，但其體積較大、響應頻率低、不利于精確調速且電流診斷較為困難。三極管驅動則具備設計簡單和可調速的優點，但其驅動功率相對較低。相比之下，mos管（場效應管）驅動具有體積小、功能安全、開關頻率高、調速容易以及可進行電流診斷等諸多優勢，但其價格相對較高且驅動功率一般。
3、現有的控制電路往往針對特定需求單獨設計，缺乏將多種驅動方式融合的新型設計，導致控制電路的功能較為單一，控制目的性強但適應性不足。此外，盡管這些控制電路能夠有效實現電機的換向和調速功能，卻往往忽略了直流有刷電機在不同負載條件下的特性變化，在電機出現變載或堵轉時，無法及時做出有效的補償控制，增加了電機和負載損壞的風險。
技術實現思路
1、為了有助于解決直流有刷電機的控制電路功能單一和缺少補償控制的問題，本申請提供一種直流有刷電機控
2、第一方面，本申請提供一種直流有刷電機控制系統，采用如下的技術方案：
3、一種直流有刷電機控制系統，其中，所述控制系統包括：
4、控制器模塊，所述控制器模塊包括反電動勢采集單元和控制單元，所述反電動勢采集單元用于采集所述直流有刷電機旋轉時切割磁感線產生的反電動勢，所述控制單元用于根據所述反電動勢控制所述直流有刷電機的轉速和轉向；
5、轉向控制模塊，所述轉向控制模塊用于連接所述直流有刷電機，并控制所述直流有刷電機的轉向；
6、轉速控制模塊，所述轉速控制模塊內設置有晶體管電路，所述晶體管電路的一端連接所述控制器模塊，另一端用于連接所述直流有刷電機，并控制所述直流有刷電機的轉速。
7、通過上述技術方案，提出了一種直流有刷電機控制系統，該系統集成了控制器模塊、轉向控制模塊和轉速控制模塊。控制器模塊通過采集電機的反電動勢來估算電機的轉速，并根據預設條件控制電機的轉速和轉向。這種設計使得控制系統能夠實時感知電機的運行狀態，并據此進行精確的轉速和轉向控制。通過閉環控制策略，即使電機負載變化，系統也能迅速響應并調整控制參數，確保電機穩定運行。此外，集成化的設計簡化了系統的復雜性，提高了系統的可靠性和可維護性。
8、優選的，所述轉向控制模塊內設置有繼電器電路，所述繼電器電路用于控制所述直流有刷電機兩端電壓的極性。
9、通過采用上述技術方案，轉向控制模塊內設置繼電器電路，通過切換繼電器的狀態來改變電機兩端電壓的極性，從而實現電機的正反轉控制。繼電器電路具有結構簡單、成本低廉、可靠性高的特點。采用繼電器進行轉向控制，不僅確保了轉向的準確性，還降低了控制系統的成本。此外，繼電器的高可靠性保證了轉向控制的長期穩定性，減少了因轉向故障導致的電機損壞風險。
10、優選的，所述控制系統還包括三極管，所述三極管的基極連接所述控制器模塊，所述三極管的集電極連接所述繼電器電路。
11、通過采用上述技術方案，控制系統引入三極管作為驅動元件，連接控制器模塊和繼電器電路，用于控制繼電器的切換。三極管作為電子開關，具有快速響應、低損耗的特點。通過三極管驅動繼電器，實現了電氣隔離和信號放大的功能，提高了系統的抗干擾能力和驅動能力。這種設計使得控制系統能夠更準確地控制繼電器的切換時機，進而實現電機的精確轉向控制。
12、優選的，所述晶體管電路包括第一晶體管電路和第二晶體管電路，所述第一晶體管電路中的晶體管連接第一電平，所述第二晶體管電路中的晶體管連接第二電平，所述第一電平高于所述第二電平。
13、通過采用上述技術方案，轉速控制模塊內的晶體管電路分為第一晶體管電路和第二晶體管電路，分別連接不同的電平，通過調整晶體管的導通占空比來控制電機的轉速。通過改變晶體管的導通占空比，可以靈活調節電機兩端的平均電壓，從而實現電機的無級調速。這種設計使得控制系統能夠根據實際需求快速調整電機的轉速，滿足不同應用場景的需求。同時，由于無需額外的機械調速裝置，降低了系統的復雜性和成本。
14、優選的，所述控制器模塊還包括噪音處理單元，所述噪音處理單元內設置有傅里葉變換算法和掃頻算法，所述傅里葉變換算法用于轉換所述直流有刷電機旋轉時產生的噪音信號，所述掃頻算法用于處理經過所述傅里葉變換算法轉換后的所述噪音信號。
15、通過采用上述技術方案，噪音處理單元是控制系統中用于降低電機運行噪音的關鍵部分，該單元通過內置的傅里葉變換算法將電機運行產生的噪音信號從時域轉換到頻域進行分析和處理，在此基礎上應用掃頻算法將噪音能量均勻分布到各個頻帶中，從而有效降低了特定頻帶內的噪音尖峰現象。
16、第二方面，本申請提供一種第一方面中所述的直流有刷電機控制系統的控制方法，采用如下的技術方案：
17、一種如前述第一方面所述的直流有刷電機控制系統的控制方法，其中，所述控制方法包括：
18、通過所述轉向控制模塊控制所述直流有刷電機的轉向；
19、通過所述轉速控制模塊控制所述直流有刷電機的轉速，所述反電動勢采集單元采集所述直流有刷電機旋轉時切割磁感線產生的反電動勢，所述控制單元根據所述反電動勢計算所述直流有刷電機的實際轉速，并根據所述實際轉速和預設轉速控制所述轉速控制模塊。
20、通過采用上述技術方案，描述了一種直流有刷電機控制系統的控制方法，包括通過轉向控制模塊控制電機的轉向，以及通過轉速控制模塊控制電機的轉速。該方法將轉向和轉速控制整合到一個統一的控制流程中，確保了兩者之間的協調性和一致性。這種系統性的控制方法提高了整個控制系統的效率和穩定性。通過對電機的實時監測和反饋調節，系統能夠迅速響應外部指令或負載變化，確保電機始終處于最佳工作狀態。此外，基于反電動勢采集和轉速估算的閉環控制策略，實現了對電機轉速的精確控制，提高了控制的準確性和穩定性。
21、優選的，所述轉向控制模塊內設置有繼電器電路，當所述繼電器電路處于第一工作狀態時，所述直流有刷電機正轉，當所述繼電器電路處于第二工作狀態時，所述直流有刷電機反轉。
22、通過采用上述技術方案，繼電器電路的設計簡單，可靠性高，能夠穩定地實現電機的正反轉切換。繼電器切換速度快，使得轉向控制的響應時間短，滿足對控制精度和實時性要求較高的應用場景。此外，繼電器的使用在一定程度上實現了電氣隔離，有助于保護控制系統免受電機側電氣噪聲的干本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種直流有刷電機控制系統，其特征在于，所述控制系統包括：
2.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述轉向控制模塊內設置有繼電器電路，所述繼電器電路用于控制所述直流有刷電機兩端電壓的極性。
3.根據權利要求2所述的控制系統，其特征在于，所述控制系統還包括三極管，所述三極管的基極連接所述控制器模塊，所述三極管的集電極連接所述繼電器電路。
4.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述晶體管電路包括第一晶體管電路和第二晶體管電路，所述第一晶體管電路中的晶體管連接第一電平，所述第二晶體管電路中的晶體管連接第二電平，所述第一電平高于所述第二電平。
5.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述控制器模塊還包括噪音處理單元，所述噪音處理單元內設置有傅里葉變換算法和掃頻算法，所述傅里葉變換算法用于轉換所述直流有刷電機旋轉時產生的噪音信號，所述掃頻算法用于處理經過所述傅里葉變換算法轉換后的所述噪音信號。
6.一種如權利要求1所述的直流有刷電機控制系統的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
7.根據權利
8.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制系統還包括三極管，所述三極管的基極連接所述控制器模塊，所述三極管的集電極連接所述繼電器電路，當所述控制單元驅動所述三極管時，所述繼電器電路從所述第一工作狀態切換至所述第二工作狀態，或所述繼電器電路從所述第二工作狀態切換至所述第一工作狀態。
9.根據權利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述轉速控制模塊內設置有晶體管電路，所述晶體管電路的一端連接所述控制器模塊，另一端用于連接所述直流有刷電機，當所述晶體管電路輸出占空比升高時，所述直流有刷電機轉速升高，當所述晶體管電路輸出占空比降低時，所述直流有刷電機轉速降低。
10.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種直流有刷電機控制系統，其特征在于，所述控制系統包括：
2.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述轉向控制模塊內設置有繼電器電路，所述繼電器電路用于控制所述直流有刷電機兩端電壓的極性。
3.根據權利要求2所述的控制系統，其特征在于，所述控制系統還包括三極管，所述三極管的基極連接所述控制器模塊，所述三極管的集電極連接所述繼電器電路。
4.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述晶體管電路包括第一晶體管電路和第二晶體管電路，所述第一晶體管電路中的晶體管連接第一電平，所述第二晶體管電路中的晶體管連接第二電平，所述第一電平高于所述第二電平。
5.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述控制器模塊還包括噪音處理單元，所述噪音處理單元內設置有傅里葉變換算法和掃頻算法，所述傅里葉變換算法用于轉換所述直流有刷電機旋轉時產生的噪音信號，所述掃頻算法用于處理經過所述傅里葉變換算法轉換后的所述噪音信號。
6.一種如權利要求1所述的直流有刷電機控制系統的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋亞鵬，高志彪，張曉偉，施海華，
申請(專利權)人：領科匯智科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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