電動升降桌的雙電機控制(zhì)方法

一(yī)、電動升降桌市(shì)場需求及電機方案

2003年，世界衛生(shēng)組織指出，全球每年有200多萬人(rén)因久坐而死亡；2020年，70%的疾病都(dōu)将由坐得(de)太久引起，久坐因此被列為十大緻死、緻病的殺手之一(yī)。防止久坐則越來越被人(rén)們所重視。電動升降桌以其電動升降方便人(rén)們坐立辦公轉為站立辦公，不(bù)僅能有效提高工(gōng)作效率，還能幫助人(rén)們預防頸椎、腰椎等久坐引起的疾病。它幫助人(rén)們告别久坐辦公、學習(xí)，在國(guó)內(nèi)逐漸被認可并開(kāi)始廣泛應用。

（力輝擁有3個(gè)電動升降桌電機平台，60/70/80KG平台。其中(zhōng)60/80KG平台是直流電機+蝸輪蝸杆齒輪箱，單腿可承重60/80KG且自(zì)鎖可靠，對升降高度存儲記憶，可實現多種運行模式。而70KG平台是直流電機+多級行星齒輪直推的，結構緊湊，可直接安裝在桌腿中(zhōng)，單腿可承重70KG且自(zì)鎖可靠。力輝擁有此行星直推電機的完整專利，有技術沉澱優勢。）

二、電動升降桌電控功能結構

電動升降桌一(yī)般需要在每條桌腿上安裝一(yī)個(gè)電機驅動升降，如何能讓每個(gè)桌腿同步精準升降，這就(jiù)需要一(yī)套精密的電控系統來控制(zhì)，其主要由用戶控制(zhì)手柄和電機驅動兩部分組成。用戶通過控制(zhì)手柄上的上、下(xià)等功能按鍵來對桌面升降進行調節。手柄中(zhōng)MCU檢測到按鍵功能觸發，通過數據傳輸告訴電機驅動MCU，電機驅動MCU則根據指令要求進行升降，運行到指定位置，控制(zhì)結構圖如下(xià)：

三、電動升降桌電控驅動邏輯

1. UI控制(zhì)闆控制(zhì)邏輯

UI控制(zhì)闆功能主要包含按鍵控制(zhì)和LED顯示，用戶通過按下(xià)不(bù)同的按鍵來達到不(bù)同的功能，其中(zhōng)包括歸零、位置記憶及位置恢複功能、電動上、電動下(xià)等功能。LED顯示則是通過控制(zhì)按鍵顯示運行模式、設定參數、顯示高度及異常報警提醒等。運行邏輯如下(xià)：

2. 電機驅動闆控制(zhì)邏輯

電機驅動闆部分是根據UI闆下(xià)發的指令，根據指令執行相(xiàng)應的動作，例如記憶位置，恢複位置，歸零，桌面升，桌面降等功能，其中(zhōng)最主要的是對電機的穩定控制(zhì)。

電動升降桌采用的是有刷電機來推動桌面升降，通過H橋電路來控制(zhì)有刷電機的正傳與反轉。如下(xià)圖，圖（a）中(zhōng)，導通Q1和Q4，電機順時針方向運轉，如導通Q3和Q2則如圖（b），電機逆時針運轉，以此方式可控制(zhì)電機的正反轉，以達到桌面的升降功能。

為了保證桌面的水平，我們在電機運轉端加入磁編碼器，使我們能夠清楚的知道(dào)電機運轉的圈數，以至于能夠了解桌面上升或下(xià)降的距離(lí)，由于升降桌上會(huì)放置各種物品，可能存在兩邊電機負載不(bù)同的情況，如果相(xiàng)同電壓驅動，負載大的運行速度會(huì)慢(màn)，負載小的運行速度會(huì)快(kuài)，則會(huì)出現桌面不(bù)水平情況。為保證桌面的水平，我們采取了有效的高度控制(zhì)算法，控制(zhì)方式如下(xià)圖。

簡單來說(shuō)，首先，根據目标高度及當前電機高度，我們能夠清楚的知道(dào)與目标高度的高度差，通過高度差，我們可以根據位置控制(zhì)算法進行輸出驅動電壓，高度差越大，我們驅動電壓的占空比越大，位置差越小，我們驅動電壓的占空比越小。而這個(gè)過程中(zhōng)就(jiù)會(huì)出現不(bù)同負載速度不(bù)同的情況，為保持平衡，我們又根據電機的高度差來進行補償，使跑的快(kuài)的減慢(màn)速度，跑的慢(màn)的加快(kuài)速度，進行一(yī)個(gè)有效的動态調整，來使桌面整體(tǐ)得(de)到平衡。