[發明專利]一種步進電機驅動機頭的自適應速度控制方法

在審

• 申請號: 201910304413.1
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110109490A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 董輝;何青;周伯男;俞立;周祥清;張文安;張宇
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

1.一種步進電機驅動機頭的自適應速度控制方法，其特征在于，所述步進電機驅動機頭的自適應速度控制方法，包括：

檢測機頭在進行往復運動時，步進電機能允許的最大變化速度與最小變化速度；

在機頭運行允許的最大變化速度內，根據S型曲線加減速控制算法，得出加速度表；

根據預設的步進電機的開始轉動速度和規劃周期，結合加速度表，獲取對應的步進電機速度和脈沖步長表；

將機頭運動的目標位置、目標速度與速度表、脈沖步長表中的值進行比對，調整步進電機達到目標位置前的最大速度接近目標速度，規劃出步進電機加減速曲線。

2.根據權利要求1所述的步進電機驅動機頭的自適應速度控制方法，其特征在于，所述在機頭運行允許的最大變化速度內，根據S型曲線加減速控制算法，得出加速度表，包括：

令加速度表中的首個加速度b₁等于最大突變速度Δv_max，再根據S型曲線加減速控制算法依次遞減得出b₁～b_m的值，m<n；

為使機頭步進電機運轉速度盡可能達到目標速度V_y，令b_m＝b_m+1＝···＝b_n，即電機運轉到加速度值近似最小突變速度Δv_min時進行勻加速度運動，保持速度的穩定提升，加速度表(b₁,b₂,···,b_n)具體計算公式如下：

b_i＝b₁·(1+cosθ_i)(b_i＞Δv_min)

其中b₁＝Δv_max，i是大于0的整數，b_i表示第i個規劃周期的加速度值，當i滿足b_i＜＝V_min＜b_i-1時，令m＝i，即此時b_i＝b_m，因此可得b_m～b_n的計算公式為：

b_m＝b_m+1＝···＝b_n。

3.根據權利要求1所述的步進電機驅動機頭的自適應速度控制方法，其特征在于，所述根據預設的步進電機的開始轉動速度和規劃周期，結合加速度表，獲取對應的步進電機速度和脈沖步長表，包括：

步進電機以v_min為起始速度，再根據加速度表(b₁,b₂,···,b_n)依次遞增得出速度表(v₁,v₂,···,v_n+1)，其計算公式如下：

v_n＝v_n-1+b₁·(1+cosθ_n-1)

其中v₁＝v_min、首個加速度值b₁等于最大突變速度Δv_max，v_m表示當加速度為b_n-1時步進電機所要達到的速度，結合規劃周期可得出脈沖步長表(y₁,y₂,···,y_n+1)的計算公式：

y_n＝v_n·t+y_n-1 (5)

其中y₁＝v₁·t，y_n表示步進電機以初速度v_min為起步速度，t為規劃的周期，每經過一個規劃周期t按照加速度表(b₁,b₂,···,b_n)進行一次提速當速度提升到v_n時其所運行的脈沖長度。