[發(fā)明專利]兩相混合式步進(jìn)電機(jī)位置閉環(huán)矢量控制方法、系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110342385.X
• 申請(qǐng)日: 2021-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN113067509B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉軍;曹婉玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州卓騰科技有限公司
• 主分類號(hào): H02P8/00
• 分類號(hào): H02P8/00;H02P21/00;H02P21/12;H02P21/18;H02P27/08
• 代理公司: 廣州國(guó)鵬知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44511
• 代理人: 葛紅

1.一種兩相混合式步進(jìn)電機(jī)位置閉環(huán)矢量控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的機(jī)械角度；

S2、將目標(biāo)機(jī)械角度與步驟S1得到的所述機(jī)械角度作差后進(jìn)行PID計(jì)算，將得到的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行限幅，得到處于第一坐標(biāo)系下的交軸參考電壓；

S3、獲取所述轉(zhuǎn)子的電角度；

S4、令直軸參考電壓為0，根據(jù)所述交軸參考電壓、所述電角度，得到處于第二坐標(biāo)系下的所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的定子線圈的兩相電壓；

S5、根據(jù)所述兩相電壓得到控制量；

S6、根據(jù)所述控制量對(duì)所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制；

S7、重復(fù)步驟S1至S6，直至當(dāng)步驟S2中的差值處于第一預(yù)設(shè)范圍時(shí)，所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)停止在步驟S2的所述目標(biāo)機(jī)械角度對(duì)應(yīng)的位置，

步驟S2中的所述第一坐標(biāo)系為隨電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，步驟S4中的所述第二坐標(biāo)系為隨電機(jī)定子靜止的靜止坐標(biāo)系；

所述控制方法涉及的控制系統(tǒng)包括矢量控制器，步驟S4包括以下步驟：

使所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直軸參考電壓恒為0，并將步驟S2中得到的所述交軸參考電壓與步驟S3中得到的所述電角度經(jīng)過所述矢量控制器，得到處于靜止坐標(biāo)系下的所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的定子線圈的兩相電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)位置閉環(huán)矢量控制方法，其特征在于，所述控制方法涉及的控制系統(tǒng)包括編碼器，步驟S1通過所述編碼器得到所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的機(jī)械角度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)位置閉環(huán)矢量控制方法，其特征在于，步驟S3中，通過所述編碼器再次得到所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的機(jī)械角度，計(jì)算所述轉(zhuǎn)子的電角度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)位置閉環(huán)矢量控制方法，其特征在于，所述控制方法涉及的控制系統(tǒng)包括PID控制器，步驟S2中，所述差值經(jīng)過所述PID控制器的比例單元項(xiàng)、積分單元項(xiàng)和微分單元項(xiàng)計(jì)算限幅輸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)位置閉環(huán)矢量控制方法，其特征在于，所述控制方法涉及的控制系統(tǒng)包括正弦脈沖調(diào)制器，步驟S5中，將步驟S4中得到的所述兩相電壓通過所述正弦脈沖調(diào)制器，得到所述控制量，所述控制量為兩相PWM控制量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)位置閉環(huán)矢量控制方法，其特征在于，所述控制方法涉及的控制系統(tǒng)還包括兩相逆變器，步驟S6中，步驟S5得到的所述兩相PWM控制量通過所述兩相逆變器驅(qū)動(dòng)兩相混合式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)位置閉環(huán)矢量控制方法，其特征在于，步驟S7中的所述差值為0。

8.一種兩相混合式步進(jìn)電機(jī)位置閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

編碼器，所述編碼器能夠獲取兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的機(jī)械角度；

差值計(jì)算模塊，所述差值計(jì)算模塊與所述編碼器連接，所述差值計(jì)算模塊能夠?qū)⒛繕?biāo)機(jī)械角度與步驟S1得到的所述機(jī)械角度進(jìn)行差值計(jì)算；

PID控制器，所述PID控制器與所述差值計(jì)算模塊連接，且能夠根據(jù)所述差值計(jì)算模塊得到的所述差值進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行限幅，得到處于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的交軸參考電壓；

電角度計(jì)算模塊，所述電角度計(jì)算模塊與所述編碼器連接，以獲取所述轉(zhuǎn)子的電角度；

矢量控制器，所述矢量控制器分別與所述PID控制器、所述電角度計(jì)算模塊連接，得到處于靜止坐標(biāo)系下的所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的定子線圈的兩相電壓；

正弦脈沖調(diào)制器，所述正弦脈沖調(diào)制器與所述矢量控制器連接，所述兩相電壓通過所述正弦脈沖調(diào)制器得到兩相PWM控制量，以使兩相PWM控制量通過兩相逆變器驅(qū)動(dòng)兩相混合式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。