CN109672317A - 一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置及其驱动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置及其驱动控制方法，其特征在于：包括定子模块、轨道模块和动子模块；所述定子模块包括外壳、直线电机定子铁芯、绕组、驱动控制板和位置检测器；所述动子模块，包括动子支架和动子铁芯；所述驱动控制算法，包括运行参数自检测算法和运行轨迹优化算法。本发明的驱动装置及其驱动控制算法，采用模块化和驱动控制一体化结构，机械和电气结构简单，安装方便，机械摩擦小，运行噪音低，***可靠性和使用寿命高。采用非光滑控制算法实现各个运行阶段的稳过度；采用奇异摄动控制方法，实现遇障碍物准确判断；采用的控制算法精度高，适应性强。

Description

一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置及其驱动控 制方法

技术领域

本发明涉及一种直线电机结构及其控制算法，尤其是一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置及其驱动控制方法，属于直线电机技术领域。

背景技术

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，其在轨道交通，精密机械加工，智能自动化等领域有着广泛的应用。随着电力电子技术和智能科技的发展，直线电机及其驱动***得到了快速发展，其应用领域也得到了扩展；平移电动门，是一种使用广泛的自动门形式，一般采用传统旋转电机加皮带齿轮转换机构实现，由于该结构采用了机械传动机构，***运行效率低，故障率高，且噪音较大，逐步被直驱式直线电机驱动***取代。与传统结构相比，直驱式直线电机驱动***体积小、维护简单、故障率低、噪音小。但是，由于直线电机定子/转子结构限制，且电机定子尺寸固定，在应用直线电机驱动***时，往往需要根据应用对象进行直线电机及其驱动控制***进行重新开发，而且并不能够做到完全适配，***开发费时费钱，且导致控制精度降低，***复杂。因此，设计和开发适应强的直线电机驱动装置及其驱动控制***成为解决当前直线电机适配问题的重要课题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置及其驱动控制方法。

技术方案：一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置，包括定子模块2、轨道模块4和动子模块3；所述轨道模块4与定子模块2的底部固定，所述动子模块3能够沿着所述轨道模块4的底端的轨道槽滑动；

所述定子模块2包括外壳1、直线电机定子铁芯2-3、绕组2-4、驱动板2-1、控制板1-3和位置检测器2-5；所述外壳1中从下往上依次设置有位置检测器2-5、直线电机定子铁芯2-3、散热铝片2-2、驱动板2-1和控制板1-3；所述绕组2-4缠绕在定子铁芯2-3上；

所述动子模块3包括动子支架3-1和动子铁芯3-3；所述动子支架3-1上设置有动子铁芯3-3和用于负载连接的固定件3-7；所述动子铁芯3-3沿运动方向上成交替凸字形，所述动子铁芯3-3表面设置有永磁体，所述动子支架3-1上还设有滚轮3-2，用于在轨道模块4上行走。

进一步，所述定子铁芯2-3由K个定子铁芯模块构成，每个定子铁芯模块有N_tooth个定子齿，两个定子齿之间的距离为τ_tooth，每两个定子铁芯模块之间的距离为L_dd，并且有外壳1长度L_s＝K×(L_dd+N_toothτ_tooth)。

进一步，所述永磁体分为径向充磁永磁体3-4，轴向充磁永磁体3-5；轴向充磁永磁体3-5设置在动子铁芯3-3凹槽中，充磁方向为沿运动方向；径向充磁永磁体3-4设置在动子铁芯凸起齿上，充磁方向为垂直于运动方向上；所述永磁体均是N极和S极交替排列；在所述动子铁芯3-3凹槽中设置的轴向充磁永磁体3-5与动子模块3之间设置有非导磁块3-6。

进一步，所述轨道模块4为门字形，轨道模块4上端固定连接定子模块2，轨道模块4内部放置动子模块3，所述滚轮3-2设置在动子支架3-1两侧，轨道模块4底端两侧的轨道槽上放置滚轮3-2，所述用于负载连接的固定件3-7设置在所述动子支架3-1的底面中心。

进一步，所述轨道模块4为L字形，轨道模块4底端面上并列设置定子模块2和动子模块3，定子模块2靠近轨道模块4的L字形内侧，且与轨道模块4固定连接；动子模块3靠近轨道模块4的L字形外侧，所述动子铁芯3-3设置在动子支架3-1靠近定子模块2的一侧，动子支架3-1的另一侧设有用于负载连接的固定件3-7，所述动子模块3上的滚轮3-2包括底部滚轮模块3-8和两端滚轮3-9，所述动子支架3-1底部两侧设置有底部滚轮模块3-8；在所述动子支架3-1的前后两端分别设置有两端滚轮3-9，所述两端滚轮3-9轴心与动子铁芯3-3面垂直；所述底部滚轮模块3-8和两端滚轮3-9均沿着轨道上的固定轨道运行。

进一步，所述位置检测器2-5为PCB板，在所述PCB板上设置有能够穿过定子齿的孔；所述位置检测器与定子铁芯2-3上的定子齿固定，并且保持所述位置检测器PCB板底部与定子铁芯上的定子齿齐平，所述的位置检测器2-5上设置有N_tooth个开关霍尔元件；所述开关霍尔元件之间的距离为L_h＝τ_tooth/2，τ_tooth为两个定子齿之间的距离，第一个所述开关霍尔元件与定子齿的距离为d_notch/3，d_notch为定子槽口宽度，所述N_tooth个开关霍尔元件在PCB板上沿斜线排开设置。

本发明的方法的技术方案为：一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置驱动控制方法，具体的步骤为：

步骤一：按下控制板1-3上运行参数自检测算法按钮后，CPU进入开环SVPWM输出程序，并且有指示灯提示状态；CPU根据设定的初始速度给定固定PWM频率f_c驱动电机给定的方向运行，当遇到障碍物时，停止并给定一定的电流锁住电机；

步骤二：CPU根据设定的初始速度给定固定PWM频率f_c驱动电机运行，并开始记录此时各个霍尔元件的输出信号，当检测到连续N_tooth个开关信号满足之间间隔时间T₁＝τ_toothτ_sf_c，τ_s为动子极距，驱动信号与运行频率同步，记录此时的电流I_c为基值电流；

步骤三：基于初始频率f_c和基值电流I_c，逐步提升运行频率和电流直至到最大限制，其运行轨迹分为5个运行特性阶段，分别为：线性启动加速阶段、匀速运行阶段、平顶抛物线运行阶段、匀速运行阶段和指数减速阶段；当门遇到障碍物，即给定停止和锁定电流I_l；记录下T₁的个数、不同电流下的速度及加速度、锁定电流和停止位置时的每个定子模块的霍尔元件信号值；

步骤四：控制自动门反方向重复步骤二和步骤三，并比较记录的T₁值，将上述数据进行平均化处理，计算门宽，并根据停止的霍尔信号值标记停止位置。

进一步，所述步骤三中，根据检测的数据和运行设置进行运行轨迹优化，具体的步骤包括：

步骤3.1：将自动门运行轨迹优化细分为7个阶段；所述7个阶段分别为：运行时间为t₁的线性启动阶段、运行时间为t₂的匀速运行阶段、运行时间为t₃的指数加速阶段、运行时间为t₄的匀速运行阶段、运行时间为t₅的急减速阶段、运行时间为t₆的匀速运行阶段，和运行时间为t₇的指数减速阶段；所述线性启动阶段的轨迹斜率k₁与总的运行距离L_p的关系为：0.05L_p≤k₁t₁≤0.1L_p；根据参数自检测过程获取的信息，包括速度和电流值，采用运行时间最短自适应算法给定运行轨迹各阶段的运行时间和速度，并通过非光滑控制算法实现各个阶段切换的平滑过渡控制；

步骤3.2：采用基于非光滑控制算法的SVPWM生成技术，实现直线电机的各阶段控制驱动波形，实现直线电机的预定行程运行；当达到设定速度后，驱动器电流减小，直至达到最大运行速度并开始稳速运行；当已运行的距离Lw≥2L_p/3时进入减速阶段，驱动器电流进一步减小，动子速度下降，该步骤驱动器电流根据动子运行距离和速度下降时间不断调整，直至自动门达到设定速度停止；

步骤3.3：当直线电机运行过程中遇到障碍物，***自动检测电流和速度瞬时变化值，通过奇异摄动控制方法，判定***遇到障碍物和切换***进入反向运行。

有益效果：本发明的一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置及其驱动控制方法，具有以下有益效果：

采用模块化定子结构，实现了位置检测、电机定子和驱动控制器一体化设计。缩小了安装体积，节约了成本；同时，实现了按平移门尺寸进行定子尺寸快速调节。

采用铝壳包裹直线电机定子一体化结构，既能够实现电机定子和驱动器散热，又实现了隔磁和定子结构的加强，实现任意平移门长度的快速安装和驱动；

采用模块化轨道结构，实现任意长度轨道的拼接，能够实现单个轨道模块的高精度加工，进而实现轨道安装的精度要求保证；

采用凹凸结构动子和两个方向充磁结构的永磁体，实现了直线电机的大推力输出和推力波动的降低，进而保证了平移电动门的稳定运行和各种门重量负载的适应；

采用的位置检测装置与定子模块一体化设计，实现了每段定子均有位置传感器检测位置，提高位置检测的精度；采用的开关霍尔元件，价格便宜，可靠性高。

采用独特的自学习算法，实现了门负载和运行位置信息的获取，自学习的运行轨迹具有高效性和准确性，降低了错误信息的获取，提高了自学习准确性。

采用非光滑控制算法，实现了运行各阶段速度和加速度的平稳切换，保证了***的稳定性和快速性，提高了控制精度、动态响应和效率。

采用奇异摄动扰动控制算法，提高了预障碍物返回的捕获精度和准确性，并提高了***的安全性和可靠性。

附图说明

图1为定子模块结构示意图；

图2为定子结构示意图；

图3为动子永磁体充磁及设置示意图；

图4实施例1的动子结构示意图；

图5实施例1的整体结构示意图；

图6实施例2的动子结构示意图；

图7实施例2的整体结构示意图；

图8为***控制原理框图；

图9为开门正常运行程序原理框图

图中，1为外壳；2为定子模块；3为动子模块；4为轨道模块；1-1为侧板；1-2为顶板；1-3为控制板；2-1为驱动板；2-2为散热铝板；2-3为定子铁芯；2-4为绕组；2-5为位置传感器；3-1动子支架；3-2为滚轮；3-3为动子铁芯；3-4为径向充磁永磁体；3-5为轴向充磁永磁体；3-6为非导磁块；3-7为用于负载连接的固定件；3-8为底部滚轮模块；3-9为两端滚轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。

实施例1：

如图4和图5所示的一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置，包括定子模块、轨道模块和动子模块；

所述外壳1长度为1632mm；该外壳1可以为铝合金盒子，铝合金盒子中从下往上依次设置有位置检测器2-5、直线电机定子铁芯2-3、散热铝片2-2、驱动板2-1、控制板1-3；所述绕组缠绕在所述的电机定子铁芯上。所述直线电机定子铁芯由24个定子铁芯模块构成，每个定子铁芯模块有3个齿，两个齿之间的距离为20mm，每两个定子铁芯模块之间的距离为8mm；所述外壳1的两端和中间位置设置有固定件，所述中间固定件位置设置在两个定子铁芯2-3模块的中间位置，可以通过固定件焊接或者螺栓连接。

所述动子模块3，包括动子支架3-1和动子铁芯3-3；所述动子支架上设置有动子铁芯、固定板、滚轮(或者滑块)3-2和用于负载连接的固定件3-7；所述动子铁芯3-3沿运动方向上成交替凸字形，所述动子铁芯表面设置有永磁体；轴向充磁永磁体3-5设置在动子铁芯凹槽中，充磁方向为沿运动方向，径向充磁永磁体3-4设置在动子铁芯凸起齿上，充磁方向为垂直于运动方向上；所述永磁体均是N极和S极交替排列；在所述动子铁芯凹槽中设置的永磁体与动子之间设置有非导磁块3-6；

该实施例中，轨道模块4为门字形，轨道模块4上端固定连接定子模块2，轨道模块4内部放置动子模块3，所述滚轮3-2设置在动子支架3-1两侧，轨道模块4底端两侧的轨道槽上放置滚轮3-2，所述用于负载连接的固定件3-7设置在所述动子支架3-1的底面中心。

所述位置检测器为PCB板，在所述PCB板上设置有能够穿过定子齿的孔；所述位置检测器通过固定件与定子铁芯2-3上的定子齿固定，并且保持所述位置检测器PCB板底部与定子铁芯上的定子齿齐平，所述的位置检测器上设置有3个开关霍尔元件；所述开关霍尔元件之间的距离为L_h为10mm；槽口宽度d_notch为12mm；第一个所述开关霍尔元件与定子齿的距离为4mm，所述3个开关霍尔元件在PCB板上沿斜线排开设置。

所述轨道模块4为由固定长度的所述轨道模块拼接而成；在实施例1中，所述轨道为门字形结构；所述轨道模块上通过螺丝与定子模块的底部固定。所述动子模块3包含在所述轨道模块中；

实施例2：

如图6和图7所示的一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置，包括定子模块、轨道模块和动子模块；

所述外壳长度为2880mm；在所述铝合金盒1中从下往上依次设置有位置检测器2-5、直线电机定子铁芯2-3、散热铝片2-2、驱动控制板；所述绕组缠绕在所述的电机定子铁芯上。所述直线电机定子铁芯由32个定子铁芯模块构成，每个定子铁芯模块有3个齿，两个齿之间的距离为27mm，每两个定子铁芯模块之间的距离为9mm；所述外壳的两端和中间位置设置有固定件，所述中间固定件位置设置在两个定子铁芯模块的中间位置。

所述动子模块3，包括动子支架3-1和动子铁芯3-3；所述动子支架上设置有动子铁芯、固定板、滚轮(或者滑块)3-2和用于负载连接的固定件3-7；所述用于负载连接的固定件设置在动子支架3-1上的固定板的一侧；所述动子铁芯设置在动子支架3-1上的固定板的另一侧；所述动子铁芯2-3沿运动方向上成交替凸字形，所述动子铁芯表面设置有永磁体；所述永磁体设置在动子铁芯凹槽中的充磁方向为沿运动方向，所述永磁体设置在动子铁芯凸起齿上的充磁方向为垂直于运动方向上；所述永磁体均是N极和S极交替排列；在所述动子铁芯凹槽中设置的永磁体与动子之间设置有非导磁块3-6；

作为实施例之一，所述动子模块长度L_M为1500mm；所述动子滚轮具有三个，分别设置在动子支架的两端和中间位置，所述三个动子滚轮两两之间的距离为560mm；所述连接门的固定件有两个，分别设置在两个滚轮中间，其与滚轮的距离为180mm。

作为另一个实施例之一，所述动子模块长度L_M为800mm；所述动子滚轮具有三个，为底部滚轮模块3-8和两端滚轮3-9，分别设置在动子支架的两端和中间位置，所述三个动子滚轮两两之间的距离为340mm；所述连接门的固定件有两个，分别设置在两个滚轮中间，其与滚轮的距离为300mm。

所述位置检测器为PCB板，在所述PCB板上设置有能够穿过定子齿的孔；所述位置检测器通过固定件与定铁芯齿固定，并且保持所述位置检测器PCB板底部不定子齿齐平。所述的位置检测器上设置有3个开关霍尔元件；所述开关霍尔元件之间的距离为L_h为13.5mm；槽口宽度d_notch为15mm；第一个所述开关霍尔元件与定子齿的距离为5mm，所述3个开关霍尔元件在PCB板上沿斜线排开设置。

所述轨道模块4为由固定长度的所述轨道模块拼接而成；在实施例2中，所述轨道为L形结构；所述轨道模块L形结构内侧通过螺丝与定子模块的顶部固定。相对与实施例中的结构，实施例2中的所述定子模块和动子模块均采用侧式放置；所述动子模块3侧面设置有底部滚轮模块3-8；在所述动子模块的两端分别设置有两端滚轮3-9，所述两端滚轮3-9轴心与动子铁芯3-3面垂直；所述底部滚轮模块3-8和两端滚轮3-9均沿着L形轨道上的固定轨道运行。

本发明所采用的驱动控制算法，包括运行参数自检测和运行轨迹优化。***控制原理图如图8所示，图9为开门运行程序原理图，包括正常运行和遇阻处理程序。

所述的运行参数自检测，包括门重量检测，运行轨道长度检测，电机位置检测，运行动子长度检测；具体的步骤包括：

步骤一：按下控制板上运行参数自检测算法按钮后(以后简称按钮)，CPU(单片机，DSP或者ARM等微控制器)进入开环SVPWM输出程序，并且有指示灯提示状态；CPU根据设定的初始速度给定固定PWM频率f_c驱动电机给定的方向运行，当遇到障碍物时，停止并给定一定的电流锁住电机。

步骤二：CPU根据设定的初始速度给定固定PWM频率f_c驱动电机运行，并开始记录此时各个霍尔元件的输出信号，当检测到连续N_tooth个开关信号满足之间间隔时间T₁＝τ_toothτ_sf_c时，驱动信号与运行频率同步，记录此时的电流I_c为基值电流。

步骤三：基于初始频率f_c和基值电流I_c，逐步提升运行频率和电流直至到最大限制，其运行轨迹分为5个运行特性阶段，分别为：线性启动加速阶段、匀速运行阶段、平顶抛物线运行阶段、匀速运行阶段和指数减速阶段；当门遇到障碍物，即给定停止和锁定电流I_l；记录下T₁的个数、不同电流下的速度及加速度、锁定电流和停止位置时的每个定子模块的霍尔元件信号值；

步骤四：控制自动门反方向重复步骤二和步骤三，共三次，并比较记录的T₁值，将上述数据进行平均化处理，计算门宽，并根据停止的霍尔信号值标记停止位置。

所述运行轨迹优化，根据检测的数据和运行设置进行运行轨迹优化，完成优化后***将根据优化的轨迹运行。具体的步骤包括：

步骤一：将自动门运行轨迹优化细分为7个阶段；所述7个阶段分别为：运行时间为t₁的线性启动阶段、运行时间为t₂的匀速运行阶段、运行时间为t₃的指数加速阶段、运行时间为t₄的匀速运行阶段、运行时间为t₅的急减速阶段、运行时间为t₆的匀速运行阶段，和运行时间为t₇的指数减速阶段。所述线性启动阶段的轨迹斜率k₁与总的运行距离L_p的关系为：0.05L_p≤k₁t₁≤0.1L_p；根据参数自检测过程获取的信息，包括速度和电流值，采用运行时间最短自适应算法给定运行轨迹各阶段的运行时间和速度，并通过非光滑控制算法实现各个阶段切换的平滑过渡控制。所述运行时间最短自适应算法是通过采样的电流、速度和位置信息做最优路径、运行时间和速度的规划，并通过软件非盲算法实现轨迹逼近。所述非光滑控制算法是采用连续的非线性位置跟踪算法，实现对位置信号的处理，为后极反馈回路滤除干扰，进而实现各阶段的平滑过度。上述运行时间最短自适应算法和非光滑控制算法的实现是本领域公知的技术。

步骤二：采用基于非光滑控制算法的SVPWM生成技术，实现直线电机的各阶段控制驱动波形，实现直线电机的预定行程运行；当达到设定速度后，驱动器电流减小，直至达到最大运行速度并开始稳速运行；当已运行的距离Lw≥2L_p/3时进入减速阶段，驱动器电流进一步减小，动子速度下降。在该步骤下驱动器电流根据动子运行距离和速度下降时间不断调整，直至动子达到设定速度停止。

步骤三：当直线电机运行过程中遇到障碍物，***自动检测电流和速度瞬时变化值，通过奇异摄动控制方法，判定***遇到障碍物和切换***进入反向运行。所述奇异摄动控制算法，采用电流和速度双扰动判定原则，当电流扰动大于参数自检测的对应位置的电流值时，判定为有阻碍；同时，当检测速度差值为零时，判定确认遇到阻碍，控制器控制电机返回运行。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置，其特征在于：包括定子模块(2)、轨道模块(4)和动子模块(3)；所述轨道模块(4)与定子模块(2)的底部固定，所述动子模块(3)能够沿着所述轨道模块(4)的底端的轨道槽滑动；

所述定子模块(2)包括外壳(1、直线电机定子铁芯(2-3)、绕组(2-4)、驱动板(2-1)、控制板(1-3)和位置检测器(2-5)；所述外壳(1)中从下往上依次设置有位置检测器(2-5)、直线电机定子铁芯(2-3)、散热铝片(2-2)、驱动板(2-1)和控制板(1-3)；所述绕组(2-4)缠绕在定子铁芯(2-3)上；

所述动子模块(3)包括动子支架(3-1)和动子铁芯(3-3)；所述动子支架(3-1)上设置有动子铁芯(3-3)和用于负载连接的固定件(3-7)；所述动子铁芯(3-3)沿运动方向上成交替凸字形，所述动子铁芯(3-3)表面设置有永磁体，所述动子支架(3-1)上还设有滚轮(3-2)，用于在轨道模块(4)上行走。

2.根据权利要求1所述的一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置，其特征在于：所述定子铁芯(2-3)由K个定子铁芯模块构成，每个定子铁芯模块有N_tooth个定子齿，两个定子齿之间的距离为τ_tooth，每两个定子铁芯模块之间的距离为L_dd，并且有外壳(1)长度L_s＝K×(L_dd+N_toothτ_tooth)。

3.根据权利要求1所述的一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置，其特征在于：所述永磁体分为径向充磁永磁体(3-4)，轴向充磁永磁体(3-5)；轴向充磁永磁体(3-5)设置在动子铁芯(3-3)凹槽中，充磁方向为沿运动方向；径向充磁永磁体(3-4)设置在动子铁芯凸起齿上，充磁方向为垂直于运动方向上；所述永磁体均是N极和S极交替排列；在所述动子铁芯(3-3)凹槽中设置的轴向充磁永磁体(3-5)与动子模块(3)之间设置有非导磁块(3-6)。

4.根据权利要求1所述的一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置，其特征在于：所述轨道模块(4)为门字形，轨道模块(4)上端固定连接定子模块(2)，轨道模块(4)内部放置动子模块(3)，所述滚轮(3-2)设置在动子支架(3-1)两侧，轨道模块(4)底端两侧的轨道槽上放置滚轮(3-2)，所述用于负载连接的固定件(3-7)设置在所述动子支架(3-1)的底面中心。

5.根据权利要求1所述的一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置，其特征在于：所述轨道模块(4)为L字形，轨道模块(4)底端面上并列设置定子模块(2)和动子模块(3)，定子模块(2)靠近轨道模块(4)的L字形内侧，且与轨道模块(4)固定连接；动子模块(3)靠近轨道模块(4)的L字形外侧，所述动子铁芯(3-3)设置在动子支架(3-1)靠近定子模块(2)的一侧，动子支架(3-1)的另一侧设有用于负载连接的固定件(3-7)，所述动子模块(3)上的滚轮(3-2)包括底部滚轮模块(3-8)和两端滚轮(3-9)，所述动子支架(3-1)底部两侧设置有底部滚轮模块(3-8)；在所述动子支架(3-1)的前后两端分别设置有两端滚轮(3-9)，所述两端滚轮(3-9)轴心与动子铁芯(3-3)面垂直；所述底部滚轮模块(3-8)和两端滚轮(3-9)均沿着轨道上的固定轨道运行。

6.根据权利要求1所述的一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置，其特征在于：所述位置检测器(2-5)为PCB板，在所述PCB板上设置有能够穿过定子齿的孔；所述位置检测器与定子铁芯(2-3)上的定子齿固定，并且保持所述位置检测器PCB板底部与定子铁芯上的定子齿齐平，所述的位置检测器(2-5)上设置有N_tooth个开关霍尔元件；所述开关霍尔元件之间的距离为L_h＝τ_tooth/2，τ_tooth为两个定子齿之间的距离，第一个所述开关霍尔元件与定子齿的距离为d_notch/3，d_notch为定子槽口宽度，所述N_tooth个开关霍尔元件在PCB板上沿斜线排开设置。

7.根据权利要求1所述的一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置驱动控制方法，其特征在于，具体的步骤为：

步骤一：按下控制板1-3上运行参数自检测算法按钮后，CPU进入开环SVPWM输出程序，并且有指示灯提示状态；CPU根据设定的初始速度给定固定PWM频率f_c驱动电机给定的方向运行，当遇到障碍物时，停止并给定一定的电流锁住电机；

步骤二：CPU根据设定的初始速度给定固定PWM频率f_c驱动电机运行，并开始记录此时各个霍尔元件的输出信号，当检测到连续N_tooth个开关信号满足之间间隔时间T₁＝τ_toothτ_sf_c，τ_s为动子极距，驱动信号与运行频率同步，记录此时的电流I_c为基值电流；

步骤三：基于初始频率f_c和基值电流I_c，逐步提升运行频率和电流直至到最大限制，其运行轨迹分为5个运行特性阶段，分别为：线性启动加速阶段、匀速运行阶段、平顶抛物线运行阶段、匀速运行阶段和指数减速阶段；当门遇到障碍物，即给定停止和锁定电流I_l；记录下T₁的个数、不同电流下的速度及加速度、锁定电流和停止位置时的每个定子模块的霍尔元件信号值；

步骤四：控制自动门反方向重复步骤二和步骤三，并比较记录的T₁值，将上述数据进行平均化处理，计算门宽，并根据停止的霍尔信号值标记停止位置。

8.根据权利要求7所述的一种基于直线电机的模块化平移电动门驱动装置驱动控制方法，其特征在于：所述步骤三中，根据检测的数据和运行设置进行运行轨迹优化，具体的步骤包括：

步骤3.1：将自动门运行轨迹优化细分为7个阶段；所述7个阶段分别为：运行时间为t₁的线性启动阶段、运行时间为t₂的匀速运行阶段、运行时间为t₃的指数加速阶段、运行时间为t₄的匀速运行阶段、运行时间为t₅的急减速阶段、运行时间为t₆的匀速运行阶段，和运行时间为t₇的指数减速阶段；所述线性启动阶段的轨迹斜率k₁与总的运行距离L_p的关系为：0.05L_p≤k₁t₁≤0.1L_p；根据参数自检测过程获取的信息，包括速度和电流值，采用运行时间最短自适应算法给定运行轨迹各阶段的运行时间和速度，并通过非光滑控制算法实现各个阶段切换的平滑过渡控制；

步骤3.2：采用基于非光滑控制算法的SVPWM生成技术，实现直线电机的各阶段控制驱动波形，实现直线电机的预定行程运行；当达到设定速度后，驱动器电流减小，直至达到最大运行速度并开始稳速运行；当已运行的距离Lw≥2L_p/3时进入减速阶段，驱动器电流进一步减小，动子速度下降，该步骤驱动器电流根据动子运行距离和速度下降时间不断调整，直至自动门达到设定速度停止；

步骤3.3：当直线电机运行过程中遇到障碍物，***自动检测电流和速度瞬时变化值，通过奇异摄动控制方法，判定***遇到障碍物和切换***进入反向运行。