阅读说明：本技术 一种缝纫机的电机控制方法、系统、设备及存储介质 (Motor control method, system, equipment and storage medium of sewing machine ) 是由 杨允希 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种缝纫机的电机控制方法,包括：获取缝纫机的电机在转动一圈的过程中,转速首次低于预设的第一转速时的电机机械角度,作为电机机械角度A；获取电机在转动一圈的过程中转速最低时的电机机械角度,作为电机机械角度B；在缝纫的过程中,当电机的角度为A-M时,调整电机控制系统中的速度环的参数以提高电机的输出力矩,当电机的角度为B-N时,将速度环的参数恢复为默认值；其中,0＜M＜A,0＜N＜B,且B-N＞A-M。应用本申请的方案,可以在缝纫机缝制厚料时,让电机的转速更加平稳,从而可以提高缝制的生产效率和缝制效果,提高用户使用体验。本申请还提供了缝纫机的电机控制系统、设备及存储介质,具有相应效果。(The invention discloses a motor control method of a sewing machine, which comprises the following steps: acquiring a motor mechanical angle when the rotating speed of a motor of the sewing machine is lower than a preset first rotating speed for the first time in the process of rotating for one circle, and taking the motor mechanical angle as a motor mechanical angle A; acquiring a motor mechanical angle when the rotating speed of the motor is lowest in the process of rotating for one circle as a motor mechanical angle B; in the sewing process, when the angle of the motor is A-M, adjusting the parameters of a speed ring in a motor control system to improve the output torque of the motor, and when the angle of the motor is B-N, restoring the parameters of the speed ring to default values; wherein M is more than 0 and less than A, N is more than 0 and less than B, and B-N is more than A-M. By the aid of the scheme, when the thick material is sewn by the sewing machine, the rotating speed of the motor is more stable, so that the sewing production efficiency and the sewing effect can be improved, and the user experience is improved. The application also provides a motor control system, equipment and a storage medium of the sewing machine, and the motor control system, the equipment and the storage medium have corresponding effects.)

一种缝纫机的电机控制方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及缝纫机技术领域，特别是涉及一种缝纫机的电机控制方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

随着科技的发展，用户对产品性能的要求越来越高，对于缝纫机而言，用户对其缝制厚料的能力要求越来越高。

当缝纫机缝制厚料时，相当于在缝纫机的电机上加载一个较重的负载，在机针对厚料进行穿刺时，此时负载最大，电机的实际速度会立即下降。一般在缝制厚料时会采用低转速，则在这种低速大负载工况下，电机的速度反馈滞后，速度控制响应慢，电机运行速度会出现较大的波动，即电机速度下降后，需要一定时间才能恢复，使得缝纫机表现为明显的卡顿现象，这会影响缝制生产效率和缝制效果，也会影响用户使用体验。

目前的解决方法是当检测到电机转速过低后，会加强电机控制系统的速度环的控制参数，使速度环快速输出一个较强的电流指令。但是，这样的控制方法需要当前转速先降低到一定值后才介入控制，并且，当电机正在持续过重载时，即使加强速度环控制参数，实际转速也不会马上回到期望转速，还是会先有一个下降的过程然后再回拉，因此效果有限。

综上所述，如何在缝纫机缝制厚料时，让电机的转速更加平稳，从而提高缝制的生产效率和缝制效果，提高用户使用体验，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种缝纫机的电机控制方法、系统、设备及存储介质，以在缝纫机缝制厚料时，让电机的转速更加平稳，从而提高缝制的生产效率和缝制效果，提高用户使用体验。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种缝纫机的电机控制方法，包括：

获取缝纫机的电机在转动一圈的过程中，转速首次低于预设的第一转速时的电机机械角度，并作为电机机械角度A；

获取所述电机在转动一圈的过程中转速最低时的电机机械角度，并作为电机机械角度B；

在缝纫的过程中，当电机机械角度为A-M时，调整电机控制系统中的速度环的参数以提高所述电机的输出力矩，当电机机械角度为B-N时，将所述速度环的参数恢复为默认值；

其中，0＜M＜A，0＜N＜B，且B-N＞A-M。

优选的，所述调整电机控制系统中的速度环的参数以提高所述电机的输出力矩，包括：

提高电机控制系统中的速度环的比例控制参数Kp以提高所述电机的输出力矩。

优选的，所述调整电机控制系统中的速度环的参数以提高所述电机的输出力矩，包括：

将用于进行电机控制系统中的速度环的计算的电机反馈转速设置为低于实际转速的固定值以提高所述电机的输出力矩。

优选的，所述获取缝纫机的电机在转动一圈的过程中，转速首次低于预设的第一转速时的电机机械角度，并作为电机机械角度A，包括：

控制缝纫机的电机转动P圈，并记录下在转动每一圈时，转速首次低于预设的第一转速时所对应的电机机械角度；其中，P为正整数；

将记录下的P个电机机械角度中高于第一阈值或低于第二阈值的数值进行过滤，并将过滤后的平均值作为电机机械角度A。

优选的，还包括：

在控制缝纫机的电机转动P圈时，当所述电机在转动每一圈的过程中，转速始终大于等于所述第一转速时，执行默认电机控制流程以使得速度环参数始终保持为默认参数。

优选的，所述控制缝纫机的电机转动P圈，包括：

在测试模式下控制缝纫机的电机转动P圈，或者在缝纫模式下控制缝纫机的电机转动P圈。

一种缝纫机的电机控制系统，包括：

电机机械角度A确定模块，用于获取缝纫机的电机在转动一圈的过程中，转速首次低于预设的第一转速时的电机机械角度，并作为电机机械角度A；

电机机械角度B确定模块，用于获取所述电机在转动一圈的过程中转速最低时的电机机械角度，并作为电机机械角度B；

速度环参数调整恢复模块，用于在缝纫的过程中，当电机机械角度为A-M时，调整电机控制系统中的速度环的参数以提高所述电机的输出力矩，当电机机械角度为B-N时，将所述速度环的参数恢复为默认值；

其中，0＜M＜A，0＜N＜B，且B-N＞A-M。

优选的，还包括：

薄布料缝纫触发模块，用于在控制缝纫机的电机转动P圈时，当所述电机在转动每一圈的过程中，转速始终大于等于所述第一转速时，执行默认电机控制流程以使得速度环参数始终保持为默认参数。

一种缝纫机的电机控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述任一项所述的缝纫机的电机控制方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的缝纫机的电机控制方法的步骤。

应用本发明实施例所提供的技术方案，先确定出电机机械角度A，电机机械角度A表示的是此时的电机遇到了较大的阻力，因此转速降低到了预设的第一转速。之后确定出电机机械角度B，电机机械角度B表示的是此时的电机遇到了最大的阻力。本申请的方案中，当电机机械角度为A-M时，便调整速度环的参数以提高电机的输出力矩，也就是说，在的电机遇到较大的阻力之前，便提前提高电机的输出力矩，使得电机能够以较高的转速通过重载点，而不会出现明显的转速降低的情况。之后，在电机机械角度为B-N时，将速度环的参数恢复为默认值，可以避免在经过负载最重的点之后，由于负载减小导致速度的过冲情况。因此，本申请的方案可以在缝纫机缝制厚料时，让电机的转速更加平稳，从而可以提高缝制的生产效率和缝制效果，提高用户使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中一种缝纫机的电机控制方法的实施流程图；

图2为本发明中缝纫机电机的一种速度环控制示意图；

图3为本发明中一种缝纫机的电机控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种缝纫机的电机控制方法，可以在缝纫机缝制厚料时，让电机的转速更加平稳，从而可以提高缝制的生产效率和缝制效果，提高用户使用体验。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明中一种缝纫机的电机控制方法的实施流程图，该缝纫机的电机控制方法可以包括以下步骤：

步骤S101：获取缝纫机的电机在转动一圈的过程中，转速首次低于预设的第一转速时的电机机械角度，并作为电机机械角度A。

需要说明的是，缝纫机的电机转动一圈，机针会从起始位置，即从停针位置开始往布料方向移动，之后刺穿布料，最后再回到起始位置。因此，对于具体场合中的缝纫机而言，当电机的机械角度确定时，此时机针的位置便是确定的。电机固定在缝纫机主轴上，电机机械角度从0度转到360度对应的缝纫机主轴从0度转到360度，同样对应缝纫机机针运行一个周期。

缝纫机的电机在转动一圈的过程中，在初始阶段，机针还未接触到布料，此时电机负载较低，电机转速也能够符合预设的转速。之后机针刺入布料时，由于负载增大，电机转速会降低，特别是当布料为厚布料时，电机转速就会低于预设的第一转速，此时需要记录下电机机械角度，即记为电机机械角度A。

需要说明的是，在实际应用中，可以让电机转动一圈从而获得电机机械角度A，也可以让电机转动若干圈，通过取平均值的方式确定出电机机械角度A，即在具体实施时，步骤S101可以包括以下两个步骤：

第一个步骤：控制缝纫机的电机转动P圈，并记录下在转动每一圈时，转速首次低于预设的第一转速时所对应的电机机械角度；其中，P为正整数；

第二个步骤：将记录下的P个电机机械角度中高于第一阈值或低于第二阈值的数值进行过滤，并将过滤后的平均值作为电机机械角度A。

第一阈值，第二阈值以及P的具体取值均可以根据实际需要进行设定和选取，当然，第二阈值需要小于第一阈值。该种实施方式中，通过取平均值的方式确定出电机机械角度A，有利于降低偶然误差对方案的影响，提高方案的稳定性。并且该种实施方式中在取平均值时，排除了明显有误的数值，即过滤了高于第一阈值或低于第二阈值的数值，进一步地降低偶然误差对方案的影响。当然，部分场合中考虑到获取到的角度的数值通常不会偏差太大，为了提高计算速度，也可以不进行数值的过滤而是直接取平均值，并不影响本发明的实施。

步骤S102：获取电机在转动一圈的过程中转速最低时的电机机械角度，并作为电机机械角度B。

机针刺入布料，电机转速降低到第一转速之后，随着机针进一步地刺进布料，阻力加大，电机转速会进一步降低，当达到电机的最大重载点时，电机转速便会达到最低转速，之后电机负载降低，电机转速开始恢复，机针穿过布料后继续向下然后向上，直至机针回收至停针位置，电机便转动完一圈。本申请需要在电机转动一圈的过程中，记录下转速最低时的电机机械角度B，此时也就是电机处于最大重载点时所对应的电机机械角度。

需要说明的是，与电机机械角度A类似，也可以用取平均值的方式确定电机机械角度B，从而降低偶然误差对方案的影响。

例如，在一具体场景中，用户将厚布料放入缝纫机压脚下方后，通过操作面板进入厚料检测界面并通过按键操作使得缝纫机执行厚料检测功能，即执行步骤S101和步骤S102的操作。此时，主控模块可以控制电机以低速运行P圈，例如以200rpm/min的速度转动5圈。针对电机转动的每一圈，当检测到电机在该圈中的转速从200rpm/min降低至150rpm/min时，记录下当前的电机机械角度，同时，针对电机转动的每一圈，记录下电机在该圈中的转速最低点时对应的电机机械角度。该种例子中第一转速取值为150rpm/min，其他场景中可以根据需要进行设定和调整。

在电机转动完5圈后，主控便可以记录下5个转速从200rpm/min降低至150rpm/min时对应的电机机械角度，不妨表示为A1、A2、A3、A4、A5，还会记录下5个转速最低点对应的电机机械角度，不妨表示为B1、B2、B3、B4、B5，通过求取A1至A5的平均值便可以确定出电机机械角度A，求取B1至B5的平均值便可以确定出电机机械角度B。

步骤S103：在缝纫的过程中，当电机机械角度为A-M时，调整电机控制系统中的速度环的参数以提高电机的输出力矩，当电机机械角度为B-N时，将速度环的参数恢复为默认值；

其中，0＜M＜A，0＜N＜B，且B-N＞A-M。

由前文的描述可知，电机机械角度A的含义是此时电机遇到了较大的阻力，导致电机转速降低到了预设的第一转速，因此本申请的方案中，在确定出电机机械角度A和电机机械角度B之后，在后续的缝纫的过程中，当电机机械角度为A-M时，调整速度环的参数来提高电机的输出力矩。

也就是说，在电机机械角度达到A之前，增大速度环的输出，从而避免电机转速的大幅跌落，使得电机的转速更加平稳。M的具体取值可以根据需要进行设定和调整，例如选取为5°。

调整电机控制系统中的速度环的参数从而提高电机的输出力矩的方式有多种，图2为缝纫机电机的速度环控制示意图，可以看出，可以通过调整比例系数的方式增大速度环的输出，即在本发明的一种具体实施方式中，步骤S103中描述的调整电机控制系统中的速度环的参数以提高电机的输出力矩，可以具体为：

提高电机控制系统中的速度环的比例控制参数Kp以提高电机的输出力矩。

可以理解的是，速度环的比例控制参数Kp提高时，会增大速度环的比例输出，从而增大速度环的整体输出，即增大了输出的电流指令，进而可以使得电机输出的力矩增大。由于在电机机械角度为A-M的位置增大了电机输出的力矩，使得当电机机械角度为A时，电机的转速仍然较高，因此避免了转速降低至第一转速。

而电机机械角度为B点时，表示的是此时的电机遇到了最大的阻力，即最大重载点，本申请考虑到如果在此时恢复速度环的参数，由于后续负载的突然减小，也可能会导致速度的过冲，因此，本申请在最大重载点之前就提前将速度环的参数进行恢复。即，当电机机械角度为B-N时，就将速度环的参数恢复为默认值。这样可以避免发生速度的过冲情况，并且由于惯性的作用，提前恢复速度环的参数并不会让电机通过B点时转速降低，使得电机转速平稳。

M和N的具体取值可以根据实际需要进行设定和调整，但通常不应设置地太大，并且可以理解的是0＜M＜A，使得A-M＞0；0＜N＜B，使得B-N＞0；此外，B-N需要大于A-M。

在本发明的一种具体实施方式中，步骤S103中描述的调整电机控制系统中的速度环的参数以提高电机的输出力矩，可以包括：

将用于进行电机控制系统中的速度环的计算的电机反馈转速设置为低于实际转速的固定值以提高电机的输出力矩。

在前文的实施例中，通过调整比例控制参数Kp来提高电机的输出力矩，该种实施方式中，可以通过调整反馈转速来提高电机的输出力矩。

具体的，将用于进行速度环的计算的电机反馈转速设置为低于实际转速的固定值，会增大误差Err，因此会增大速度环的积分输出，进而增大输出的电流指令，使得电机输出的力矩增大。

此外，在其他实施方式中，也可以既增大比例控制参数，又如该种实施方式中对电机反馈转速进行调整，并不影响本发明的实施。当然，这样的方式在后续进行速度环的参数恢复时，需要将比例控制参数以及电机反馈转速均进行恢复。

在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：

在控制缝纫机的电机转动P圈时，当电机在转动每一圈的过程中，转速始终大于等于第一转速时，执行默认电机控制流程以使得速度环参数始终保持为默认参数。

该种实施方式中，考虑到需要缝制的布料种类多样，对于厚布料，可以通过前文描述的调整及恢复速度环参数的方案来使得电机转速更加平稳，而对于薄布料，该种实施方式中也可以实现兼容，提高本申请的通用性。

具体的，当布料为薄布料时，机针刺穿布料的过程中，电机转速虽然会降低，但降低的幅度不高，因此无需进行速度环参数的调整。即在控制缝纫机的电机转动P圈时，当电机在转动每一圈的过程中，转速始终大于等于第一转速时，便可以确定为薄布料，进而执行默认电机控制流程即可，即控制速度环参数始终保持为默认参数，而不触发步骤S103的操作。

还需要说明的是，在前文的一种具体实施方式中，通过操作面板使得缝纫机执行厚料检测功能，控制电机转动5圈之后确定出电机机械角度A和电机机械角度B，即，该实施方式是在测试模式下控制缝纫机的电机转动P圈，从而确定出电机机械角度A和电机机械角度B。在其他实施方式中，也可以在正常的缝制过程中，在前P圈进行电机机械角度A和电机机械角度B的确定，有利于提高效率。

即控制缝纫机的电机转动P圈的操作可以具体为：在测试模式下控制缝纫机的电机转动P圈，或者在缝纫模式下控制缝纫机的电机转动P圈。

缝纫模式即正常的缝制过程。例如，在前5圈的缝制过程中，如果是厚布料，则通过这5圈的数据确定出电机机械角度A和电机机械角度B，进而在之后的缝制过程中，执行步骤S103的操作。而如果是薄布料，即前5圈的缝制过程中，会检测到电机转速始终大于等于第一转速，则后续可以执行默认电机控制流程，使得速度环参数始终保持为默认参数。

应用本发明实施例所提供的技术方案，先确定出电机机械角度A，电机机械角度A表示的是此时的电机遇到了较大的阻力，因此转速降低到了预设的第一转速。之后确定出电机机械角度B，电机机械角度B表示的是此时的电机遇到了最大的阻力。本申请的方案中，当电机机械角度为A-M时，便调整速度环的参数以提高电机的输出力矩，也就是说，在的电机遇到较大的阻力之前，便提前提高电机的输出力矩，使得电机能够以较高的转速通过重载点，而不会出现明显的转速降低的情况。之后，在电机机械角度为B-N时，将速度环的参数恢复为默认值，可以避免在经过负载最重的点之后，由于负载减小导致速度的过冲情况。因此，本申请的方案可以在缝纫机缝制厚料时，让电机的转速更加平稳，从而可以提高缝制的生产效率和缝制效果，提高用户使用体验。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种缝纫机的电机控制系统，可与上文相互对应参照。

参见图3所示，为本发明中一种缝纫机的电机控制系统的结构示意图，包括：

电机机械角度A确定模块301，用于获取缝纫机的电机在转动一圈的过程中，转速首次低于预设的第一转速时的电机机械角度，并作为电机机械角度A；

电机机械角度B确定模块302，用于获取电机在转动一圈的过程中转速最低时的电机机械角度，并作为电机机械角度B；

速度环参数调整恢复模块303，用于在缝纫的过程中，当电机机械角度为A-M时，调整电机控制系统中的速度环的参数以提高电机的输出力矩，当电机机械角度为B-N时，将速度环的参数恢复为默认值；

其中，0＜M＜A，0＜N＜B，且B-N＞A-M。

在本发明的一种具体实施方式中，速度环参数调整恢复模块303，具体用于：

在缝纫的过程中，当电机机械角度为A-M时，提高速度环的比例控制参数Kp以提高电机的输出力矩，当电机机械角度为B-N时，将速度环的参数恢复为默认值。

在本发明的一种具体实施方式中，速度环参数调整恢复模块303，具体用于：

在缝纫的过程中，当电机机械角度为A-M时，将用于进行速度环的计算的电机反馈转速设置为低于实际转速的固定值以提高电机的输出力矩，当电机机械角度为B-N时，将速度环的参数恢复为默认值。

在本发明的一种具体实施方式中，电机机械角度A确定模块301，具体用于：

控制缝纫机的电机转动P圈，并记录下在转动每一圈时，转速首次低于预设的第一转速时所对应的电机机械角度；其中，P为正整数；

将记录下的P个电机机械角度中高于第一阈值或低于第二阈值的数值进行过滤，并将过滤后的平均值作为电机机械角度A。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

薄布料缝纫触发模块，用于在控制缝纫机的电机转动P圈时，当电机在转动每一圈的过程中，转速始终大于等于第一转速时，执行默认电机控制流程以使得速度环参数始终保持为默认参数。

在本发明的一种具体实施方式中，电机机械角度A确定模块301，具体用于：

在测试模式下控制缝纫机的电机转动P圈或者在缝纫模式下控制缝纫机的电机转动P圈，并记录下在转动每一圈时，转速首次低于预设的第一转速时所对应的电机机械角度；其中，P为正整数；

将记录下的P个电机机械角度中高于第一阈值或低于第二阈值的数值进行过滤，并将过滤后的平均值作为电机机械角度A

相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种缝纫机的电机控制设备以及一种计算机可读存储介质，可与上文相互对应参照。

该缝纫机的电机控制设备可以包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序以实现上述任一实施例中的缝纫机的电机控制方法的步骤。

计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的缝纫机的电机控制方法的步骤。这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

专业人员还可以进一步意识到，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、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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发明的范围。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。