[發(fā)明專利]一種步進電機負(fù)載判斷方法和步進電機閉環(huán)控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210436584.1
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN114649982B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳良勇;初雯雯;韓建會;邵克松
• 申請（專利權(quán)）人: 北京瑞祺皓迪技術(shù)股份有限公司;成都瑞祺皓迪科技有限公司
• 主分類號: H02P8/14
• 分類號: H02P8/14;G01R31/34
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 王娜

1.一種步進電機負(fù)載判斷方法，其特征在于，包括如下步驟：

當(dāng)步進電機開始運行時，響應(yīng)對編碼器數(shù)值的獲取操作；

將當(dāng)前次獲取到的編碼器數(shù)值與前一次編碼器的數(shù)值進行比對；

當(dāng)所述當(dāng)前次獲取到的編碼器數(shù)值與前一次編碼器的數(shù)值的差值小于理論運行差值，判定步進電機運行過程發(fā)生失步；

根據(jù)所述差值確定對應(yīng)的失步值并根據(jù)所述失步值的大小確定對應(yīng)的步進電機的負(fù)載情況；

當(dāng)所述當(dāng)前次獲取到的編碼器數(shù)值與前一次編碼器的數(shù)值的差值小于理論運行差值，判定步進電機運行過程發(fā)生失步之后，所述方法還包括：添加對應(yīng)的失步標(biāo)識；

當(dāng)步進電機開始運行時，響應(yīng)對編碼器數(shù)值的獲取操作，包括：

獲取定時器的計數(shù)值并將所述計數(shù)值與預(yù)設(shè)第三閾值進行比對，所述預(yù)設(shè)第三閾值為根據(jù)所述步進電機的運行速度確定的定時器的計數(shù)閾值；

當(dāng)所述定時器的計數(shù)值等于所述預(yù)設(shè)第三閾值，獲取對應(yīng)的編碼器數(shù)值并控制所述定時器響應(yīng)重新計數(shù)；

當(dāng)所述定時器的計數(shù)值等于所述預(yù)設(shè)第三閾值，獲取對應(yīng)的編碼器數(shù)值之后，所述方法還包括：

對所述失步標(biāo)識進行檢測；

當(dāng)檢測到所述失步標(biāo)識，將對應(yīng)的所述失步值與預(yù)設(shè)第四閾值進行比對，所述第四閾值表示步進電機的失步值范圍內(nèi)的最大失步值；

當(dāng)所述失步值小于所述預(yù)設(shè)第四閾值，增大對應(yīng)的運行電流值并將所述運行電流值與預(yù)設(shè)電流閾值進行比對；

當(dāng)所述運行電流值大于所述預(yù)設(shè)電流閾值，基于所述運行速度控制步進電機減速運行；

當(dāng)所述運行電流值小于或等于所述預(yù)設(shè)電流閾值，基于所述運行速度控制步進電機加速或勻速運行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將當(dāng)前次獲取到的編碼器數(shù)值與前一次編碼器的數(shù)值進行比對之后，所述方法還包括：

當(dāng)所述當(dāng)前次獲取到的編碼器數(shù)值與前一次編碼器的數(shù)值的差值大于或等于理論運行差值，判定步進電機運行過程未發(fā)生失步。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

獲取前、后兩次獲取到編碼器數(shù)值時所述步進電機的運行時間；

根據(jù)所述前、后兩次獲取到編碼器數(shù)值的差值和所述運行時間計算得到所述步進電機的運行速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述定時器的計數(shù)值等于所述預(yù)設(shè)第三閾值，獲取對應(yīng)的編碼器數(shù)值之后，所述方法還包括：

當(dāng)未檢測到所述失步標(biāo)識，基于所述運行速度控制步進電機加速或勻速運行。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述運行電流值大于所述預(yù)設(shè)電流閾值，基于所述運行速度控制步進電機減速運行，包括：

將所述步進電機的當(dāng)前運行速度與預(yù)設(shè)速度閾值進行比對；

當(dāng)所述當(dāng)前運行速度大于或等于所述速度閾值，控制所述步進電機減速運行直至到達(dá)目標(biāo)位置；

當(dāng)所述當(dāng)前運行速度小于所述速度閾值，發(fā)出堵轉(zhuǎn)信號并控制所述步進電機停機；

根據(jù)預(yù)設(shè)重試次數(shù)控制所述步進電機重新啟動運行；

當(dāng)重新啟動運行后所述堵轉(zhuǎn)信號消失，控制所述步進電機減速運行直至到達(dá)目標(biāo)位置；

當(dāng)重新啟動運行后所述堵轉(zhuǎn)信號未消失，控制所述步進電機停機并發(fā)出告警信號。

6.一種步進電機閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

步進電機系統(tǒng)，包括步進電機、編碼器和驅(qū)動控制器；

控制器，與所述步進電機系統(tǒng)連接，用于利用如權(quán)利要求1－5任一項所述的步進電機負(fù)載判斷方法控制所述步進電機系統(tǒng)的運行。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其特征在于，

所述編碼器，一側(cè)與所述控制器連接，另一側(cè)與所述步進電機連接，用于將接收的所述步進電機的位置信息轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的編碼器數(shù)據(jù)并輸出至所述控制器；

所述驅(qū)動控制器，一側(cè)與所述控制器連接，另一側(cè)與所述步進電機連接，用于將所述控制器發(fā)送的控制信號轉(zhuǎn)換為步進電機運行驅(qū)動信號。

8.一種步進電機負(fù)載判斷裝置，其特征在于，包括：

響應(yīng)模塊，用于當(dāng)步進電機開始運行時，響應(yīng)對編碼器數(shù)值的獲取操作；

比對模塊，用于將當(dāng)前次獲取到的編碼器數(shù)值與前一次編碼器的數(shù)值進行比對；

判定模塊，用于當(dāng)所述當(dāng)前次獲取到的編碼器數(shù)值與前一次編碼器的數(shù)值的差值小于理論運行差值，判定步進電機運行過程發(fā)生失步，添加對應(yīng)的失步標(biāo)識；

確定模塊，用于根據(jù)所述差值確定對應(yīng)的失步值并根據(jù)所述失步值的大小確定對應(yīng)的步進電機的負(fù)載情況；

所述響應(yīng)模塊，還用于獲取定時器的計數(shù)值并將所述計數(shù)值與預(yù)設(shè)第三閾值進行比對，所述預(yù)設(shè)第三閾值為根據(jù)所述步進電機的運行速度確定的定時器的計數(shù)閾值；當(dāng)所述定時器的計數(shù)值等于所述預(yù)設(shè)第三閾值，獲取對應(yīng)的編碼器數(shù)值并控制所述定時器響應(yīng)重新計數(shù)；對所述失步標(biāo)識進行檢測；當(dāng)檢測到所述失步標(biāo)識，將對應(yīng)的所述失步值與預(yù)設(shè)第四閾值進行比對，所述第四閾值表示步進電機的失步值范圍內(nèi)的最大失步值；當(dāng)所述失步值小于所述預(yù)設(shè)第四閾值，增大對應(yīng)的運行電流值并將所述運行電流值與預(yù)設(shè)電流閾值進行比對；當(dāng)所述運行電流值大于所述預(yù)設(shè)電流閾值，基于所述運行速度控制步進電機減速運行；當(dāng)所述運行電流值小于或等于所述預(yù)設(shè)電流閾值，基于所述運行速度控制步進電機加速或勻速運行。