[發明專利]低精度碼盤實現高精度控制步進電機的方法

有效

• 申請號: 200910065334.6
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN101599734A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 周磊;呂瑞云
• 申請（專利權）人: 河南中光學集團有限公司
• 主分類號: H02P8/00
• 分類號: H02P8/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 莊振乾

技術領域

本發明屬于電機控制技術，具體涉及一種可低精度碼盤實現高精度控制步進電機的方法。

背景技術

步進電機是一種開環執行元件，通過脈沖的個數控制轉動的角度，通過脈沖頻率控制電機轉動的速度，沒有積累誤差，現有步進電機控制系統，大多開環控制，或采用完全的閉環控制。其中開環控制，即使具有細分驅動，細分數很高，但由于各種因素，如失步過沖空回等，系統負載端的絕對位置會出現誤差，系統定位精度依然不能保證；閉環控制要提高定位精度，碼盤就要采用高精度碼盤，價格昂貴，成本較高。

發明內容

為解決現有技術存在的上述缺陷，本發明目的在于提供一種采用低精度碼盤實現高精度位置控制的步進電機的方法，可以提高系統的定位精度和位置分辨率，在保證精度的前提下可以降低成本。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是：該低精度碼盤實現高精度控制步進電機的方法，其特征在于：碼盤采用1000Pulse/R，分辨率是0.36度，步進電機的驅動采用高細分驅動，與傳動機構的傳動比相結合，使系統低速運行到目標位置，避免過沖；在0.36度內的分割內，根據細分后的步距角分為100步，此時根據式s＝n+(k×0.0036)計算出絕對位置，并每隔0.36度校正一次，及時對系統位置進行修正，所述n值為碼盤計數位置，所述k值為電機步數，0.0036是電機細分后的步距角度值，每隔0.36度的校正即每當碼盤計數n變化時，k根據正轉或反轉重新清零或置數。

采用上述技術方案的有益效果：該低精度碼盤實現高精度控制步進電機的方法是利用高細分步進驅動和低精度碼盤相結合的方法提高系統的定位精度和位置分辨率。步進電機的驅動采用細分驅動，與傳動機構的傳動比相結合，使系統低速運行到目標位置，避免過沖，使系統的步距角為0.0036度。系統絕對位置s＝n+(k×0.0036)，每隔0.36度根據碼盤反饋校正一次，及時對系統位置進行修正，避免由于各種因素，如失步過沖空回等，系統負載端的絕對位置會出現誤差，使系統的位置分辨率則可以真正達到0.0036度。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施例作進一步詳細的說明。

圖1為本發明的碼盤位置與電機步數對應關系示意圖。

具體實施方式

如圖1所示低精度碼盤實現高精度控制步進電機的方法，碼盤采用1000Pulse/R，分辨率是0.36度，步進電機的驅動采用高細分驅動，與傳動機構的傳動比相結合，使系統低速運行到目標位置，避免過沖；在0.36度內的分割內，根據細分后的步距角分為100步，同時根據系統絕對位置s＝n+(k×0.0036)，每隔0.36度校正一次，及時對系統位置進行修正，其中n值為碼盤計數位置，其中k值為電機步數，在一個分割內根據正轉或反轉而增加或減小，0.0036是電機細分后的步距角度值，每隔0.36度校正一次即每當碼盤計數變化時把k清零或置數并準備重新計數。k值的計算方法分正轉和反轉，假設正轉位置角增加，反轉位置角減小，正轉時碼盤計數增加，N加1，k置0，隨后k一直增加直到達到目標位置停止；如果反轉，碼盤計數減小，當碼盤計數減1時，N減1，k值置數99，隨后k繼續減小直到目標位置停止。