[發明專利]一種步進電機的控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201210422712.3
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102904512A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 祝連慶;郭陽寬;那云虓;董明利;王君;婁小平;孟曉辰
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: H02P8/14
• 分類號: H02P8/14;H02P8/32;H02P8/04
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 賀持緩

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，特別涉及一種步進電機的控制系統及控制方法。

背景技術

步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，步進電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給步進電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得步進電機在速度、位置等控制領域實現更簡單。然而，由于步進電機是一種精確的數字控制執行機構，在步進電機啟動或加速時，若步進脈沖變化太快，轉子由于慣性跟不上電信號的變化，則可能產生堵轉或失步，在步進電機停止或減速時，由于以上相同原因則可能產生超步。

發明內容

本發明的目的在于提供一種步進電機的控制方法及控制系統，實現對步進電機加速、勻速、減速三個階段運動的精確控制。

本發明實施例提供一種步進電機的控制方法，包括：

控制器，用于產生對兩相混合式步進電機進行控制的控制指令；

數字信號處理模塊，與所述控制器相連接，用于接收所述控制指令，將所述控制指令轉化為所述兩相混合式步進電機的運行參數，由所述運行參數控制產生的脈沖信號符合指數型加減速曲線，所述運行參數包括所述兩相混合式步進電機的旋轉方向、所述兩相混合式步進電機對應的旋轉圈數以及所述兩相混合式步進電機的最大速度；

電機驅動模塊，與所述數字信號處理模塊相連接，用于將所述脈沖信號進行功率放大，根據放大后的所述脈沖信號驅動所述兩相混合式步進電機以所述旋轉方向、旋轉圈數、最大速度從起始位置運行到終點位。

本發明實施例還提供一種步進電機的控制系統，包括：

通過控制器產生對兩相混合式步進電機進行控制的控制指令；

通過數字信號處理模塊接收所述控制指令，將所述控制指令轉化為所述兩相混合式步進電機的運行參數，由所述運行參數控制產生的指數型加減速曲線脈沖信號，所述運行參數包括所述兩相混合式步進電機的旋轉方向、所述兩相混合式步進電機對應的旋轉圈數以及所述兩相混合式步進電機的最大速度；

通過電機驅動模塊將所述脈沖信號進行功率放大，根據放大后的所述脈沖信號驅動所述兩相混合式步進電機以所述旋轉方向、旋轉圈數、最大速度從起始位置運行到終點位置。

本發明提供的步進電機的控制方法及控制系統，通過數字信號處理模塊將來自控制器的控制指令轉化為兩相混合式步進電機的運行參數，由運行參數控制產生的脈沖信號符合指數型加減速曲線，使得電機驅動模塊驅動兩相混合式步進電機的運動速度符合指數型加減速曲線，從而控制兩相混合式步進電機的運動經過加速、勻速、減速三個階段，防止了兩相混合式步進電機啟動時的失步和停止時的過沖，使得兩相混合式步進電機能夠精確地運行到指定位置。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明步進電機的控制系統一個實施例的結構示意圖；

圖2為本發明步進電機的控制系統又一個實施例的結構示意圖；

圖3為本發明步進電機的控制方法一個實施例的流程示意圖；

圖4為本發明實施例中所適用的指數型加減速曲線；

圖5為本發明實施例中的兩相混合式步進電機的速度曲線圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1為本發明步進電機的控制系統一個實施例的結構示意圖；如圖1所示，本發明實施例具體包括：控制器11、與控制器11相連接的數字信號處理模塊12、與數字信號處理模塊12相連接的電機驅動模塊13。