[發(fā)明專利]一種基于嵌入式處理器的多路步進電機控制方法與系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810732878.2
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN108923706B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋樹祥;王宜瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西師范大學(xué)
• 主分類號: H02P8/40
• 分類號: H02P8/40;H02P8/38;H02P8/32
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立;蔣杰

1.一種基于嵌入式處理器的多路步進電機控制方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1：接收上位機發(fā)送的指令，所述指令包括需要調(diào)用的多路步進電機的編號、多路步進電機間的運轉(zhuǎn)順序和各步進電機對應(yīng)的運轉(zhuǎn)參數(shù)；

步驟2：根據(jù)所述運轉(zhuǎn)順序，通過FreeRTOS操作系統(tǒng)的多線程任務(wù)調(diào)度順序調(diào)用所述編號對應(yīng)的步進電機；

步驟3：根據(jù)所述運轉(zhuǎn)參數(shù)，以tan_sigmoid電機控制函數(shù)分別控制多路步進電機進行相應(yīng)的加減速運轉(zhuǎn)；

步驟4：當(dāng)檢測到多路步進電機全部完成所述指令時，向上位機返回指令完成信息；

其中，tan_sigmoid電機控制函數(shù)的函數(shù)公式為：

f(x)＝2/(1+exp(-2x))-1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式處理器的多路步進電機控制方法，其特征在于，所述步驟1之前包括如下步驟：

預(yù)先進行所述FreeRTOS操作系統(tǒng)的移植；

順序進行硬件初始化；

創(chuàng)建所述FreeRTOS操作系統(tǒng)的開始任務(wù)，所述開始任務(wù)包括與多路步進電機一一對應(yīng)的電機控制任務(wù)，所述電機控制任務(wù)用于調(diào)用所述tan_sigmoid電機控制函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于嵌入式處理器的多路步進電機控制方法，其特征在于，所述步驟2的具體實現(xiàn)為：

根據(jù)所述運轉(zhuǎn)順序，在所述FreeRTOS操作系統(tǒng)上通過時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度實現(xiàn)多線程任務(wù)調(diào)度，依次調(diào)用所述編號對應(yīng)的多路步進電機的所述電機控制任務(wù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于嵌入式處理器的多路步進電機控制方法，其特征在于，所述運轉(zhuǎn)參數(shù)包括步進電機的運轉(zhuǎn)頻率和運轉(zhuǎn)步數(shù)，所述步驟3具體包括：

步驟3.1：根據(jù)步進電機的所述運轉(zhuǎn)頻率，通過步進電機對應(yīng)的所述電機控制任務(wù)調(diào)用所述tan_sigmoid電機控制函數(shù)；

步驟3.2：以所述tan_sigmoid電機控制函數(shù)控制步進電機加速運轉(zhuǎn)，加速過程中步進電機的速度曲線呈S型向上延伸；

步驟3.3：當(dāng)步進電機達到指定速度時，控制步進電機勻速運轉(zhuǎn)；

步驟3.4：在最后預(yù)計的所述運轉(zhuǎn)步數(shù)內(nèi)控制步進電機減速運轉(zhuǎn)，減速過程中步進電機的速度曲線為加速過程中的速度曲線的鏡像曲線。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于嵌入式處理器的多路步進電機控制方法，其特征在于，所述步驟4的具體實現(xiàn)為：

當(dāng)檢測到調(diào)用的步進電機全部運轉(zhuǎn)完所述運轉(zhuǎn)步數(shù)時，生成指令完成信息，并將所述指令完成信息反饋至上位機。

6.一種基于嵌入式處理器的多路步進電機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括嵌入式處理器，所述嵌入式處理器采用FreeRTOS操作系統(tǒng)，所述嵌入式處理器分別與上位機和多路步進電機連接；所述嵌入式處理器用于：

接收上位機發(fā)送的指令，所述指令包括需要調(diào)用的多路步進電機的編號、多路步進電機間的運轉(zhuǎn)順序和各步進電機對應(yīng)的運轉(zhuǎn)參數(shù)；

根據(jù)所述運轉(zhuǎn)順序，通過FreeRTOS操作系統(tǒng)的多線程任務(wù)調(diào)度順序調(diào)用所述編號對應(yīng)的步進電機；

根據(jù)所述運轉(zhuǎn)參數(shù)，以tan_sigmoid電機控制函數(shù)分別控制多路步進電機進行相應(yīng)的加減速運轉(zhuǎn)；

當(dāng)檢測到多路步進電機全部完成所述指令時，向上位機返回指令完成信息；

其中，tan_sigmoid電機控制函數(shù)的函數(shù)公式為：

f(x)＝2/(1+exp(-2x))-1。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于嵌入式處理器的多路步進電機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式處理器還用于：

預(yù)先進行所述FreeRTOS操作系統(tǒng)的移植；

順序進行硬件初始化；

創(chuàng)建所述FreeRTOS操作系統(tǒng)的開始任務(wù)，所述開始任務(wù)包括與多路步進電機一一對應(yīng)的電機控制任務(wù)，所述電機控制任務(wù)用于調(diào)用所述tan_sigmoid電機控制函數(shù)。