[發(fā)明專利]一種步進(jìn)電機步距角補償方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110041034.1
• 申請日: 2011-02-21
• 公開（公告）號: CN102158161A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚立龍;張志利;仲啟媛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍第二炮兵工程學(xué)院
• 主分類號: H02P8/22
• 分類號: H02P8/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于步進(jìn)電機驅(qū)動電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種步進(jìn)電機步距角補償方法。

背景技術(shù)

無論是哪種類型的步進(jìn)電機細(xì)分驅(qū)動器，為了達(dá)到細(xì)分目的，都要使最終輸出電流按一定規(guī)律變化，這一規(guī)律就是“細(xì)分函數(shù)”，但由于步進(jìn)電機齒槽情況、鐵芯材料、邊界條件等因素的存在會導(dǎo)致氣隙磁場偏離預(yù)期情況，而且，由于電機軸承等固定、安裝、聯(lián)接的部件而存在一定的摩擦力矩，電機的失調(diào)角隨之變化，造成微步距角并不均勻，從而需要對繞組電流值進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計優(yōu)化模型，對細(xì)分函數(shù)進(jìn)行補償，否則在開環(huán)控制時，微步距角的不均勻性將極大地降低開環(huán)系統(tǒng)的線性定位精度。

在本發(fā)明以前的現(xiàn)有技術(shù)中，由于控制方式不夠靈活，在硬件上很難對細(xì)分函數(shù)進(jìn)行補償，因此多篇文獻(xiàn)當(dāng)中只提到需要對細(xì)分函數(shù)進(jìn)行補償，但目前還沒有具體高精度補償能夠達(dá)到本發(fā)明所能達(dá)到的接近無限細(xì)分的方法的問世。

發(fā)明內(nèi)容

針對發(fā)明上述現(xiàn)有技術(shù)狀況，本發(fā)明的目的在于，提供一種步進(jìn)電機步距角補償方法，使步進(jìn)電機可以達(dá)到接近無限細(xì)分的功能，對步進(jìn)電機步距角進(jìn)行微步調(diào)整，可以使步進(jìn)電機的步距角更均勻。

本發(fā)明一種步進(jìn)電機步距角補償方法，其特征在于：設(shè)定細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)和步距角；用精度比步進(jìn)電機步距角高一個數(shù)量級的測量系統(tǒng)測量步距角變化；根據(jù)測量結(jié)果建立步距角誤差模型，微步調(diào)整補償步距角誤差，精確控制步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動位置；具體步驟如下：

步驟1：設(shè)定細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)和步距角

微少；

式中：α-步距角；

N-細(xì)分?jǐn)?shù)N；

χ-齒距角，與使用的步進(jìn)電機有關(guān)；

步驟2：用精度比步進(jìn)電機步距角高一個數(shù)量級的測量系統(tǒng)測量位置誤差δ_n：

步驟3：根據(jù)測量結(jié)果建立步距角誤差誤差模型δ(n)；對應(yīng)第n步，設(shè)實際位置與理想位置的誤差為δ(n)，則δ(n)可由測量列δ₀、δ₁、δ₂、...、δ_n-1通過傅里葉逼近得到，即：

δ(n)=Σk=0n2ckeink]]>

ck=1n1Σn=0n1-1δne-ink2πn1]]>(k＝0，1，...，n₂-1)(1)

式中：n₂為傅里葉級數(shù)保留項，根據(jù)步進(jìn)電機步距角周期性變化規(guī)律，一般取值為4，超高精度補償時可取值到6；通過離散周期數(shù)據(jù)點的傅里葉逼近得到；

步驟4：建立實際轉(zhuǎn)動位置數(shù)學(xué)模型p(n)；

p(n)＝nα+δ(n)????(2)

步驟5：計算轉(zhuǎn)動到第m步位置時，實際步距角，即求解方程nα+δ(n)＝mα的根n₀；

步驟6：計算微步調(diào)整量p：