[發明專利]快速響應的步進電機極速驅動系統及方法

在審

• 申請號: 201710071096.4
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106712612A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 金政宇;蔡錦達;張菁;王德銘;賈文濤;方佳偉;羅小洪
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H02P8/22
• 分類號: H02P8/22;H02P8/38
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根,王晶

1.一種快速響應的步進電機極速驅動系統，包括控制器、步進驅動器、步進電機，所述控制器通過步進驅動器連接步進電機，其特征在于：所述步進電機通過同步轉動機構連接增量式編碼器，增量式編碼器連接控制器，當步進電機轉過一個步距角，增量式編碼器相應的反饋一個或多個信號給控制器，控制器以此反饋信號作為驅動電機轉過下一個步距角的信號。

2.根據權利要求1所述的快速響應的步進電機極速驅動系統，其特征在于：所述控制器為PLC、單片機、基于ARM芯片的控制器中的任一種。

3.根據權利要求1所述的快速響應的步進電機極速驅動系統，其特征在于：所述控制器具有高速脈沖輸入中斷接口，當增量式編碼器反饋信號給控制器時，控制器優先處理反饋信號，完成快速響應；所述控制器具有高速脈沖輸出口，當處理完反饋信號后，通過程序運算，當達到脈沖發送時刻，立即向驅動器發出一個脈沖信號。

4.根據權利要求1所述的快速響應的步進電機極速驅動系統，其特征在于：當步進電機每轉過一圈需要的脈沖數p應當小于等于編碼器線數l與轉動比n的乘積，即： p≤1╳n時，所述步進電機每轉過一圈所需要的脈沖數≤增量式編碼器反饋回控制器的信號數。

5.一種采用權利要求1-4任一所述的快速響應的步進電機極速驅動系統的驅動方法，其特征在于：控制器根據所要發的指令脈沖數n，頻率f，向步進驅動器發出第一個脈沖信號p1，步進驅動器驅動步進電機轉動一個步距角，與步進電機同步轉動的增量式編碼器轉過相應角度并向控制器反饋k個反饋信號，

每當編碼器反饋信號通過高速輸入口反饋到控制器時，控制器內部的計數器+1，當加到k個時，控制器向步進驅動器發出一個脈沖信號，如此周而復始，直到將指令脈沖數n發完。

6.根據權利要求5所述的驅動方法，其特征在于：一個脈沖信號對應k個編碼器反饋脈沖信號，如果k不是整數時，做累加運算；控制器收到一個反饋信號時，控制器內部計數i+=，當i>=1時，控制器發出一個脈沖信號，i-=1，i剩下的小數部分繼續累加用于下次發脈沖信號。