[發明專利]一種伺服電機位置控制方法

無效

• 申請號: 200910101423.1
• 申請日: 2009-08-04
• 公開（公告）號: CN101625559A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 俞建定;徐鐵峰;蔣剛毅;葉軍;嚴潔卿
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G05D3/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發明涉及一種伺服電機控制方法，尤其是涉及一種伺服電機位置控制方法。

背景技術

伺服電機又稱執行電動機，在自動控制系統中用作執行元件，伺服電機具有精度高、速度快、可靠性高、操作性好等優點。

伺服電機一般是由脈沖信號驅動的，其轉動的角度是由脈沖信號的脈沖個數決定的，這就需要一個高精度的計數器來對脈沖信號的脈沖個數進行精確計數以確定伺服電機的位置，同時由于可能計數的脈沖個數較多，這樣要求該高精度的計數器同時具有較多的位數。目前，對脈沖信號的脈沖個數進行計數通常采用兩種方法，第一種方法：直接采用市售的計數器，將該計數器與用于產生脈沖信號的可編程信號發生器連接，可編程信號發生器與伺服電機連接，開啟可編程信號發生器，可編程信號發生器產生脈沖信號和方向信號，并將脈沖信號和方向信號同時傳輸給伺服電機和計數器，輸入到伺服電機的脈沖信號驅動伺服電機工作，輸入到計數器的脈沖信號作為計數器的計數信號，計數器通過計數信號對輸入到伺服電機的脈沖信號的脈沖個數進行計數，并保存計數值，當保存的計數值到達預設的目標計數值時，計數器向可編程信號發生器輸出溢出信號，該溢出信號控制可編程信號發生器停止工作即停止輸出脈沖信號，從而使得伺服電機也停止工作，有效地實現了對伺服電機的轉動角度即位置的控制，在該方法中計數器可采用市售的型號為8253的計數器或型號為8254的計數器等；第二種方法：直接利用計數控制程序來進行脈沖個數的計數，當計數控制程序中所計的計數值到達預設的目標計數值時，計數控制程序控制可編程信號發生器停止向伺服電機傳輸脈沖信號。上述第一種方法雖然能夠有效保證對脈沖信號的脈沖個數的計數精度，也可通過采用不同位數的計數器滿足不同的計數位數要求，但在計數的脈沖個數較多的情況下，要求計數器具有較多的位數，這樣隨著計數器位數的增加必然使成本急劇提高，而且隨著計數器位數的增加也將大大降低計數速度，無法適應高速計數的要求；第二種方法由于利用了計數控制程序，所以不像第一種方法中的計數器存在位數的限制，其在位數上可以隨意增加，適用于需計數較多脈沖個數的情況，另一方面由于無需采用現有的計數器進行計數，所以大大降低了硬件開支，但利用計數控制程序進行計數存在計數精度不高這一致命的缺陷，無法適應高精度計數的要求，另外，隨著位數的增加也將降低計數速度，無法適應高速計數的要求，也無法適應實時要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種保證計數精度的同時，能夠增加計數位數并有效提高計數速度，適應高精度高速度計數的要求，且硬件成本較低的伺服電機位置控制方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種伺服電機位置控制方法，將用于產生脈沖信號的可編程信號發生器分別與伺服電機和計數器連接，再將計數器與一個具有計數控制程序的控制器連接，計數控制程序中預先設置有一個目標計數值，當目標計數值與已計數的總計數值之差大于計數器的最大計數值時，計數控制程序控制計數器清零重新開始計數，當目標計數值與已計數的總計數值之差小于等于計數器的最大計數值時，計數控制程序控制計數器以計數器的最大計數值減去目標計數值與已計數的總計數值之差的結果為計數初值繼續計數，在計數器的計數值超出計數器的最大計數值時計數器產生溢出信號，可編程信號發生器在溢出信號的作用下停止產生脈沖信號，達到對伺服電機位置的控制，該伺服電機位置控制方法的具體步驟為：

①在計數控制程序中預先設置一個用于標示伺服電機轉動角度的目標計數值、一個總計數值及一個中間變量值，記目標計數值為total，記總計數值為sum，記中間變量值為sum′，其中，sum的初始值為0，sum′的初始值為0；

②開啟可編程信號發生器、計數器、控制器及伺服電機，控制器中的計數控制程序控制計數器清零，同時清除計數器的溢出信號，使可編程信號發生器開始產生可變頻率的脈沖信號和方向信號，可編程信號發生器將其產生的脈沖信號和方向信號同時傳輸給伺服電機和計數器，輸入到伺服電機的脈沖信號驅動伺服電機開始工作，輸入到計數器的脈沖信號作為計數信號使計數器開始脈沖個數的計數；

③當計數器對脈沖個數進行計數所經歷的計數時間到達設定的時間間隔時，計數控制程序讀取計數器當前的計數值，記為a，然后將計數器當前的計數值a與總計數值sum相加，并將相加的結果保存到中間變量值sum′中，再將中間變量值sum′賦值給總計數值sum；