[發明專利]基于平滑自適應的步進電機驅動方法

有效

• 申請號: 201210035335.8
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN103259471A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 沈鋼群
• 申請（專利權）人: 上海安浦鳴志自動化設備有限公司
• 主分類號: H02P8/14
• 分類號: H02P8/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及一種步進電機驅動技術，尤其是涉及一種基于平滑自適應的步進電機驅動方法。

背景技術

步進電機是一種將脈沖信號轉化成相應的機械角位移或者線位移的裝置。當前，在很多工業控制場合，為了提高控制信號的抗干擾性，和節約成本等方面的考慮，均采用低細分甚至整步控制，使得步進電機運行不夠平滑，從而導致在很多平穩性要求高的應用場合不能使用。

雖然，目前市面上通用的驅動器為了能夠減小低速脈動，得到平滑、平穩的運動性能，采用了細分技術，有效地改善了電機運行的振動，尤其是低速運動的脈動。但隨著細分分頻的引入，對控制器的脈沖發生頻率也成倍的提高，也就意味著對控制器的性能要求也相應的提高，增加了成本。另外，隨著控制脈沖頻率的提高，系統更加容易受到干擾，大大增加了對控制器和驅動器硬件抗干擾設計的門檻，更有甚者，高頻的引入，也會干擾其它的設備和系統，造成致命問題。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種在不改變用戶驅動控制器脈沖輸入的條件下，能夠智能、自適應計算步進電機目標運行軌跡的基于平滑自適應的步進電機驅動方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于平滑自適應的步進電機驅動方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)位置發生器根據設定信息，輸出脈沖信號；

2)信號接收處理模塊定時采集與跟蹤輸入脈沖信號，根據輸入的脈沖信號數量和給定的定時時間，計算電機的給定角速度和加速度；

3)平滑自適應控制模塊根據電機的給定角速度和加速度以及當前位置信息，通過平滑自適應算法計算出電機下一時刻位置信息，并對新產生位置信息濾波；然后，轉化成功率放大器所需信號，發送給功率放大器；

4)功率放大器對接收到的信號進行功率放大，并輸出給步進電機；

5)步進電機執行運動軌跡。

所述的信號接收處理模塊定時采集與跟蹤輸入脈沖信號，根據輸入的脈沖信號數量和給定的定時時間，計算電機的給定角速度ω和加速度具體為：

ω(k)=[D4*Nr*Xn*Tconst]]]>

ω(k)????-第k時刻的角速度

D????????-脈沖信號數量

Nr???????-步進電機級數

Xn???????-細分

T_const???-定時時間

α(k)=ω(k)-ω(k-1)Tconst]]>

α(k)?????????-第K時刻的加速度

ω(k)，ω(k-1)-第K，K-1時刻的角速度

T_const???????-定時時間。

所述的平滑自適應控制模塊根據電機的給定速度和加速度以及當前位置信息，通過平滑自適應算法計算出電機下一時刻位置信息具體為：

θ(k+1)＝θ(K)+ω(k)*T_const

θ(k+1)??-第K+1時刻的機械角度

θ(k)????-第K時刻的機械角度

ω(k)????-第K時刻的角速度