[發(fā)明專(zhuān)利]自動(dòng)控制升降速的步進(jìn)電機(jī)控制器及控制脈沖的生成方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010544528.7
• 申請(qǐng)日: 2010-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101977003A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王長(zhǎng)勝;高波;翟少雄;衛(wèi)本興
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一○研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H02P8/18
• 分類(lèi)號(hào): H02P8/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)控制升降速的步進(jìn)電機(jī)控制器及控制脈沖的生成方法，屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前步進(jìn)電機(jī)的控制脈沖生成主要是通過(guò)CPU查表產(chǎn)生，這種方法實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，但要消耗較多地CPU資源，特別是在特定升降速曲線的工作狀況下，更需要頻繁查表得到當(dāng)前的速度值，在速度變化微小時(shí)，由于CPU響應(yīng)不固定，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行速度不能按要求值運(yùn)行。特別是在系統(tǒng)中有多路步進(jìn)電機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)和實(shí)時(shí)性強(qiáng)的任務(wù)多時(shí)，更易導(dǎo)致電機(jī)高速運(yùn)行轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，從而使步進(jìn)電機(jī)只能工作在較低的轉(zhuǎn)速下，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供自動(dòng)控制升降速的步進(jìn)電機(jī)控制器及控制脈沖的生成方法，該步進(jìn)電機(jī)控制器能夠嚴(yán)格按要求的時(shí)序生成控制脈沖。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明的自動(dòng)控制升降速的步進(jìn)電機(jī)控制器，包括總運(yùn)行步數(shù)寄存器、已運(yùn)行步數(shù)計(jì)數(shù)器、轉(zhuǎn)動(dòng)方向寄存器、減法器、比較器A、選擇器、比較器B、地址生成器、升降速表和脈沖發(fā)生器；

自動(dòng)控制升降速的步進(jìn)電機(jī)控制器控制脈沖的生成方法，具體步驟為：

1)總運(yùn)行步數(shù)寄存器存儲(chǔ)總運(yùn)行步數(shù)，運(yùn)行開(kāi)始時(shí)對(duì)其置數(shù)；

2)已運(yùn)行步數(shù)計(jì)數(shù)器對(duì)已經(jīng)運(yùn)行的步數(shù)計(jì)數(shù)，運(yùn)行開(kāi)始時(shí)對(duì)其清零；

3)轉(zhuǎn)動(dòng)方向寄存器存儲(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，運(yùn)行開(kāi)始時(shí)設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)方方向；

4)工作開(kāi)始后，將總運(yùn)行步數(shù)寄存器中的總運(yùn)行步數(shù)和已運(yùn)行步數(shù)計(jì)數(shù)器中的已運(yùn)行步數(shù)輸入到減法器中做減法運(yùn)算，總運(yùn)行步數(shù)減去已運(yùn)行步數(shù)得到剩余運(yùn)行步數(shù)，同時(shí)減法器產(chǎn)生的借位結(jié)果控制脈沖發(fā)生器是否輸出脈沖：如果有借位則不輸出脈沖，如果沒(méi)有借位則輸出脈沖；

5)已運(yùn)行步數(shù)與剩余運(yùn)行步數(shù)通過(guò)比較器A進(jìn)行大小比較，比較結(jié)果確定處于升速段還是減速段：已運(yùn)行步數(shù)較小時(shí)為升速段，已運(yùn)行步數(shù)較大時(shí)為減速段；

6)根據(jù)比較器A的結(jié)果，選擇器選擇以運(yùn)行步數(shù)和剩余運(yùn)行步數(shù)中的較小數(shù)為比較器B和地址生成器的輸入；

7)比較器B根據(jù)選擇器的輸出與預(yù)先設(shè)定的升降步數(shù)最大值進(jìn)行比較，確定當(dāng)前處于勻速段還是變速段，選擇器的輸出大于最大值處于勻速段，反之處于變速段；

8)地址生成器根據(jù)比較器A、比較器B、選擇器的結(jié)果生成升降速表的地址：比較器A確定升速表或者降速表，比較器B與選擇器的結(jié)果確定升速表或降速表中的具體位置；

9)根據(jù)地址生成器生成的升降速表的地址，查升降速表得到當(dāng)前脈沖的周期；

10)根據(jù)升降速表中查得的脈沖周期，脈沖發(fā)生器生成對(duì)應(yīng)周期的控制脈沖，并根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)方向寄存器中的轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，同時(shí)使已運(yùn)行步數(shù)計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)減法器產(chǎn)生借位時(shí)，停止生成脈沖。

有益效果

本發(fā)明應(yīng)用簡(jiǎn)單、可靠，在電機(jī)運(yùn)行高速段可以保證控制脈沖的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工作結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例

輸入時(shí)鐘為1MHz；

自動(dòng)控制升降速的步進(jìn)電機(jī)控制器，如圖1所示，包括總運(yùn)行步數(shù)寄存器、已運(yùn)行步數(shù)計(jì)數(shù)器、轉(zhuǎn)動(dòng)方向寄存器、減法器、比較器A、選擇器、比較器B、地址生成器、升降速表和脈沖發(fā)生器；

自動(dòng)控制升降速的步進(jìn)電機(jī)控制器控制脈沖的生成方法，具體步驟為：

1)1.總運(yùn)行步數(shù)寄存器存儲(chǔ)總運(yùn)行步數(shù)，運(yùn)行開(kāi)始時(shí)對(duì)其置數(shù)為100，要求的總步數(shù)位101，置數(shù)為101-1＝100；

2)已運(yùn)行步數(shù)計(jì)數(shù)器對(duì)已經(jīng)運(yùn)行的步數(shù)計(jì)數(shù)，運(yùn)行開(kāi)始時(shí)對(duì)其清零；

3)轉(zhuǎn)動(dòng)方向寄存器存儲(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，運(yùn)行開(kāi)始時(shí)設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)方方向；

4)工作開(kāi)始時(shí)，總運(yùn)行步數(shù)100和已運(yùn)行步數(shù)0輸入減法器做減法運(yùn)算，總運(yùn)行步數(shù)減已運(yùn)行步數(shù)得到剩余運(yùn)行步數(shù)為100，同時(shí)減法器產(chǎn)生的借位結(jié)果為無(wú)借位，控制脈沖發(fā)生器輸出脈沖；

5)已運(yùn)行步數(shù)0與剩余運(yùn)行步數(shù)100通過(guò)比較器A進(jìn)行大小比較，比較結(jié)果已運(yùn)行步數(shù)較小，確定處于變速段；

6)根據(jù)比較器A的結(jié)果，選擇器選擇已運(yùn)行步數(shù)0和剩余運(yùn)行步數(shù)100中的較小數(shù)0為比較器B和地址生成器的輸入；

7)比較器B根據(jù)選擇器的輸出0與升降步數(shù)最大值15進(jìn)行比較，選擇器的輸出0小于最大值15處于變速段；

8)地址生成器根據(jù)比較器A、比較器B、選擇器的結(jié)果生成升降速表的地址，選擇升速表如表1所示，升速表地址為0；

9)根據(jù)地址生成器生成的升速表地址0，查升速表得到當(dāng)前脈沖的周期為3300；