电机控制方法、装置、电子设备及可读介质与流程

1.本技术涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种电机控制方法、装置、电子设备及可读介质。


背景技术：

2.随着互联网的发展，智能家居行业得到了较快发展，而智能门锁作为全屋智能的关键组成，其市场也日益火爆，更高的安防级别和便捷性让智能门锁逐渐成为人们装修时的首选。如今市面上的智能门锁通过驱动直流减速电机，带动锁体上的锁舌使门锁实现上锁或开锁。但电机在启动时的电流或堵转时的电流，会达到额定电流的数倍，这样不仅给电池及电路带来负担，同时也可能导致因电流过大使电路元器件造成损坏影响寿命。
3.针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种电机控制方法、装置、电子设备及可读介质，以解决或至少部分解决上述“电机在启动时的电流或堵转时的电流，会达到额定电流的数倍，这样不仅给电池及电路带来负担，同时也可能导致因电流过大使电路元器件造成损坏影响寿命”的技术问题。
5.根据本技术实施例的一个方面，本技术提供了一种电机控制方法，包括：在检测到目标电机的启动接口被触发的情况下，控制目标电机按照软启动模式进行启动；在目标电机进入软启动模式之后，监测目标电机的信号传输状态；在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常时，控制目标电机关闭。
6.可选地，监测目标电机的信号传输状态包括：构建电流检测电路，并将电流检测电路与目标电机串联连接；利用电流检测电路检测目标电机的电流值，并将电流值确定为信号传输状态。
7.可选地，利用信号传输状态确定目标电机出现堵转异常的方法包括：在电流值达到堵转电流阈值时，开启计时器；在计时器的计时时长达到堵转时间阈值的情况下，确定电机出现堵转异常。
8.可选地，目标电机由4个p型mos管控制，目标电机与4个p型mos管构成h桥控制电路，在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常时，控制目标电机关闭包括：向当前处于导通状态的第一p型mos管、第二p型mos管发送高电平，以使第一p型mos管和第二p型mos管截止，以关闭目标电机。
9.可选地，控制目标电机按照软启动模式进行启动包括：将目标电机的电机参数输入爬坡策略生成模型，以利用爬坡策略生成模型基于电机参数为目标电机生成与软启动模式匹配的目标占空比变化曲线；在目标电机启动过程中，确定目标电机的实际占空比，并按照目标占空比变化曲线实时调整实际占空比，以使目标电机按照软启动模式进行启动。
10.可选地，将目标电机的电机参数输入爬坡策略生成模型，以利用爬坡策略生成模
型基于电机参数为目标电机生成与软启动模式匹配的目标占空比变化曲线包括：获取爬坡策略生成模型的初始函数，并基于目标电机的电机参数确定初始函数中的各个参数的值，得到目标函数；利用目标函数为目标电机生成与软启动模式匹配的目标占空比变化曲线。
11.可选地，确定目标电机的实际占空比包括：获取目标电机的控制信号的当前周期的周期值和当前周期内的低电平时长；将低电平时长与周期值的比值确定为实际占空比。
12.可选地，所述方法还包括：在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常的情况下，将堵转异常指令发送给报警装置，以使报警装置按照堵转异常指令发出堵转警报。
13.本技术实施例的另一方面，本技术提供了一种电机控制装置，包括：启动模块，用于在检测到目标电机的启动接口被触发的情况下，控制目标电机按照软启动模式进行启动；监测模块，用于在目标电机进入软启动模式之后，监测目标电机的信号传输状态；关闭模块，用于在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常时，控制目标电机关闭。
14.根据本技术实施例的另一方面，本技术提供了一种电子设备，包括存储器、处理器、通信接口及通信总线，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，存储器、处理器通过通信总线和通信接口进行通信，处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
15.根据本技术实施例的另一方面，本技术还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述的方法。
16.本技术实施例提供的上述技术方案与相关技术相比具有如下优点：
17.本技术通过一种电机控制方法，包括：在检测到目标电机的启动接口被触发的情况下，控制目标电机按照软启动模式进行启动；在目标电机进入软启动模式之后，监测目标电机的信号传输状态；在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常时，控制目标电机关闭。
18.通过控制电机进行软启动以及堵转异常时控制电机及时关闭，解决了由于产生较大电流给电路造成损坏的问题。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
20.为了更清楚地说明本技术实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为根据本技术实施例提供的一种可选的电机控制方法的流程图；
22.图2为根据本技术实施例提供的一种可选的电机电路原理图；
23.图3为根据本技术实施例提供的一种可选的利用爬坡算法模拟的输出示意图；
24.图4为根据本技术实施例提供的一种可选的电机控制装置的框图；
25.图5为本技术实施例提供的一种可选的电子设备结构示意图。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本技术的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
28.随着互联网的发展，智能家居行业得到了较快发展，而智能门锁作为全屋智能的关键组成，其市场也日益火爆，更高的安防级别和便捷性让智能门锁逐渐成为人们装修时的首选。如今市面上的智能门锁通过驱动直流减速电机，带动锁体上的锁舌使门锁实现上锁或开锁。但电机在启动时的电流或堵转时的电流，会达到额定电流的数倍，这样不仅给电池及电路带来负担，同时也可能导致因电流过大使电路元器件造成损坏影响寿命。
29.为了解决背景技术中提及的问题，根据本技术实施例的一方面，提供了一种电机控制方法，如图1所示，包括：
30.步骤101，在检测到目标电机的启动接口被触发的情况下，控制目标电机按照软启动模式进行启动；
31.步骤103，在目标电机进入软启动模式之后，监测目标电机的信号传输状态；
32.步骤105，在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常时，控制目标电机关闭。
33.本技术应用于智能家居领域，尤其应用于智能门锁，电机对于智能门锁而言就像心脏对于人一样，智能电机在智能门锁的结构中扮演着心脏的角色，电机停止运作或者受到损坏，智能锁也就没了作用。可以说，智能锁电机控制着智能门锁的开启和关闭，其重要性不言而喻，由于持续性高电流会对电机带来很大的影响，因此我们需要在不同方面对产生高电流的情况采取措施。
34.在电机启动时控制电机按照软启动模式进行启动，这样电机在启动过程中的启动电流，就由过去过载冲击电流不可控制变成为可控制，并且可根据需要调节启动电流的大小。
35.可选地，软启动采用三相反并联晶闸管作为调压器，用这种电路(如：三相全控桥式整流电路)，使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸，将其接入电源和电动机定子之间。具体步骤包括：当电机启动时，输出的电压迅速增加，直到电动机电流达到所设定的限流值，并保持电机电流不大于所设定的限流值，然后随着输出电压逐渐的升高，电机逐渐加速，当电机达到额定的转速时，旁路接触器吸合，输出电流迅速下降至电机额定电流或以下，启动过程完成。
36.具体地，本技术提供的一种可选的调节电流的方式为通过基于参数可调的爬坡算法，动态调节控制电机的pwm(pulse width modulation，脉宽调制)占空比。
37.在目标电机出现堵转异常时，及时控制电机关闭可以避免由于长时间的过大电流导致电路损坏。
38.本技术通过控制电机进行软启动以及堵转异常时控制电机及时关闭，解决了由于产生较大电流给电路造成损坏的问题。
39.作为一种可选的实施例，监测目标电机的信号传输状态包括：构建电流检测电路，并将电流检测电路与目标电机串联连接；利用电流检测电路检测目标电机的电流值，并将电流值确定为信号传输状态。
40.如图2所示，本技术提供一种将电流检测电路与目标电机串联连接后的电机电路原理图，该原理图包含4个开关元器件(q1、q2、q3及q4)、一个电机和电流检测电路，4个开关元器件和电机连接构成h桥，其中，将p型mos管作为开关元器件，电流检测电路的一段与电机电源v
cc
连接，另一端与h桥连接，电机通过p型mos管对h桥进行正转反转控制。电机电源与电流检测电路串联，由电流检测电路实时采集经过电机的电流值并反馈给微控制单元，微控制单元通过控制信号1、控制信号2对电机进行控制。电机关闭时，控制信号1跟控制信号2由mcu输出高电平，mcu输出pwm信号通过控制信号端控制p型mos的导通与截止。
41.可选地，利用电流检测电路检测目标电机的电流值可以实时监测电流值的大小，在电流过大时及时确定处理措施。
42.作为一种可选的实施例，利用信号传输状态确定目标电机出现堵转异常的方法包括：在电流值达到堵转电流阈值时，开启计时器；在计时器的计时时长达到堵转时间阈值的情况下，确定电机出现堵转异常。
43.堵转电流阈值可以预先根据电机进行设置，堵转电流阈值的确定方法可以是：用外力将电机转子轴与电机外壳固定一起，然后给电机通电，此时电机根本不转，此时电机的电流为形象地称为“堵转电流”，或者电机转起来后给轴端施加制动使之停转也可测量堵转电流。
44.可选地，电机堵转时功率因数极低，堵转电流最高可达额定电流的7倍，时间稍长就会烧坏电机，因此要在出现堵转电流时开启计时器，当堵转电流达到堵转时间阈值(例如，5秒)的情况下，判定电机出现堵转异常。
45.作为一种可选的实施例，目标电机由4个p型mos管控制，目标电机与4个p型mos管构成h桥控制电路，在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常时，控制目标电机关闭包括：向当前处于导通状态的第一p型mos管、第二p型mos管发送高电平，以使第一p型mos管和第二p型mos管截止，以关闭目标电机。
46.可选地，本技术的通电电平设置为低电平，因此，在需要关闭电机的时候，需要向第一p型mos管和第二p型mos管发送高电平，使得第一p型mos管和第二p型mos管截止，其中，第一p型mos管和第二p型mos管通过图2中控制信号1接受高电平信号。
47.作为一种可选的实施例，控制目标电机按照软启动模式进行启动包括：将目标电机的电机参数输入爬坡策略生成模型，以利用爬坡策略生成模型基于电机参数为目标电机生成与软启动模式匹配的目标占空比变化曲线；在目标电机启动过程中，确定目标电机的实际占空比，并按照目标占空比变化曲线实时调整实际占空比，以使目标电机按照软启动模式进行启动。
48.当检测到电机开启时，微控制单元将通过爬坡算法，获取特定时刻对应pwm的占空比，通过动态控制pwm的占空比，使电机以爬坡的方式进行启动，继而完成电机的软启动。
49.将实际占空比与目标占空比进行比对，在实际占空比与目标占空比不一样的情况下，调整实际占空比，以使目标电机按照软启动模式进行启动。
50.作为一种可选的实施例，将目标电机的电机参数输入爬坡策略生成模型，以利用爬坡策略生成模型基于电机参数为目标电机生成与软启动模式匹配的目标占空比变化曲线包括：获取爬坡策略生成模型的初始函数，并基于目标电机的电机参数确定初始函数中的各个参数的值，得到目标函数；利用目标函数为目标电机生成与软启动模式匹配的目标
占空比变化曲线。
51.示例地，爬坡算法的初始函数为y＝ax2+bx+c，y的值为pwm占空比的值d，因h桥为p型mos管h桥，所以通电电平为低电平。x的值为时间。由于该算法是基于参数可调的，用户可以结合电机的参数对参数a、b进行自定义。
52.图3提供一种爬坡算法模拟输出占空比的图形，构建一个以占空比d为纵轴，时间t(单位为秒)为横轴的坐标轴，因电机启动的图形为过原点且开口向下的非线性曲线，所以参数c为0，a《0。
53.示例地，当电机达到要求的最大转速所对应的占空比为d
max
，d
max
可设置为0.5，即图3图形最高点对应的y值，通过一元二次方程的特性可知，此时推得(公式1)，同时，达到最高点时的(公式2)，此时的x值为电机的启动时间t0(t0可设为正常电机在正常启动时，电流达到稳定状态的时间的2倍，例如，t0为0.2秒)。
54.基于公式1与公式2，结合电机的参数及实际产品的需求，可以计算出公式中a与b的值，即可获得用于实际产品的爬坡算法的公式。
55.通过爬坡算法可以使电机在启动时，以软启动的方式进行开启，减小了电路电流的突变。
56.作为一种可选的实施例，确定目标电机的实际占空比包括：获取目标电机的控制信号的当前周期的周期值和当前周期内的低电平时长；将低电平时长与周期值的比值确定为实际占空比。
57.示例地，若当前周期的周期值为a，当前周期内的低电平时长为b(不大于a)，那么目标电机的实际占空比为b/a。
58.作为一种可选的实施例，所述方法包括：在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常的情况下，将堵转异常指令发送给报警装置，以使报警装置按照堵转异常指令发出堵转警报。
59.可选地，报警装置按照堵转异常指令发出堵转警报之后，用户便可以及时发现电机异常，从而采取解决措施。
60.在爬坡算法启动过程中及电机运行过程中，微控制单元通过电流检测电路的反馈值，对经过电机的电流进行实时监测。当出现堵转电流时，微控制单元将开启定时器，对堵转电流维持时间进行计时。当堵转电流持续时间达到预设的最大值时，则判断电机出现堵转，此时将使p型mos管处于截止状态，使电机停止运行，同时发出电机堵转报警。
61.本技术通过一种电机控制方法，包括：在检测到目标电机的启动接口被触发的情况下，控制目标电机按照软启动模式进行启动；在目标电机进入软启动模式之后，监测目标电机的信号传输状态；在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常时，控制目标电机关闭。
62.通过控制电机进行软启动以及堵转异常时控制电机及时关闭，解决了由于产生较大电流给电路造成损坏的问题。
63.根据本技术实施例的另一方面，本技术提供了一种电机控制装置，如图4所示，包括：
64.启动模块402，用于在检测到目标电机的启动接口被触发的情况下，控制目标电机按照软启动模式进行启动；
65.监测模块404，用于在目标电机进入软启动模式之后，监测目标电机的信号传输状态；
66.关闭模块406，用于在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常时，控制目标电机关闭。
67.需要说明的是，该实施例中的启动模块402可以用于执行本技术实施例中的步骤101，该实施例中的监测模块404可以用于执行本技术实施例中的步骤103，该实施例中的关闭模块406可以用于执行本技术实施例中的步骤105。
68.可选地，监测模块404还用于构建电流检测电路，并将电流检测电路与目标电机串联连接；利用电流检测电路检测目标电机的电流值，并将电流值确定为信号传输状态。
69.可选地，关闭模块406还包括确定子模块，用于在电流值达到堵转电流阈值时，开启计时器；在计时器的计时时长达到堵转时间阈值的情况下，确定电机出现堵转异常。
70.可选地，目标电机由4个p型mos管控制，目标电机与4个p型mos管构成h桥控制电路，关闭模块406还用于在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常时，控制目标电机关闭包括：向当前处于导通状态的第一p型mos管、第二p型mos管发送高电平，以使第一p型mos管和第二p型mos管截止，以关闭目标电机。
71.可选地，启动模块402包括：
72.生成子模块，用于将目标电机的电机参数输入爬坡策略生成模型，以利用爬坡策略生成模型基于电机参数为目标电机生成与软启动模式匹配的目标占空比变化曲线；
73.调整子模块，用于在目标电机启动过程中，确定目标电机的实际占空比，并按照目标占空比变化曲线实时调整实际占空比，以使目标电机按照软启动模式进行启动。
74.可选地，生成子模块还用于获取爬坡策略生成模型的初始函数，并基于目标电机的电机参数确定初始函数中的各个参数的值，得到目标函数；利用目标函数为目标电机生成与软启动模式匹配的目标占空比变化曲线。
75.可选地，调整子模块还用于获取目标电机的控制信号的当前周期的周期值和当前周期内的低电平时长；将低电平时长与周期值的比值确定为实际占空比。
76.可选地，电机控制装置还包括报警模块，用于在信号传输状态指示目标电机出现堵转异常的情况下，将堵转异常指令发送给报警装置，以使报警装置按照堵转异常指令发出堵转警报。
77.此处需要说明的是，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。
78.根据本技术实施例的另一方面，本技术提供了一种电子设备，如图5所示，包括存储器501、处理器503、通信接口505及通信总线507，存储器501中存储有可在处理器503上运行的计算机程序，存储器501、处理器503通过通信接口505和通信总线507进行通信，处理器503执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
79.上述电子设备中的存储器、处理器通过通信总线和通信接口进行通信。所述通信总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。该通信
总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
80.存储器可以包括随机存取存储器(random access memory，简称ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
81.上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
82.根据本技术实施例的又一方面还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质。
83.可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
84.本技术实施例在具体实现时，可以参阅上述各个实施例，具有相应的技术效果。
85.可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(application specific integrated circuits，asic)、数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、数字信号处理设备(dsp device，dspd)、可编程逻辑设备(programmable logic device，pld)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本技术所述功能的其它电子单元或其组合中。
86.对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
87.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
88.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
89.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
90.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
91.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
92.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
93.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。