本發(fā)明涉及一種步進(jìn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，尤其是涉及一種支持可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械角位移的控制元件，即給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)就轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一,廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，由于步進(jìn)電機(jī)控制簡單，方便易用，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。

雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但目前普遍使用的步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)可在多種模式下工作。它的工作模式較單一，通常就是工作在脈沖/方向控制方式下，必須由脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。同時(shí)由于其使用的工作模式較為單一，給諸多應(yīng)用帶來了不便甚至限制了其在不少場合下的應(yīng)用。

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展是現(xiàn)代化的必要條件，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展同時(shí)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制提出了越來越高的要求，同時(shí)數(shù)字電子計(jì)數(shù)的高速發(fā)展給步進(jìn)電機(jī)多樣化控制帶來了可能性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種支持可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種支持可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，包括編程終 端以及嵌入式控制終端，所述的編程終端通過通信網(wǎng)絡(luò)與嵌入式控制終端連接；

所述的編程終端用于編程并發(fā)送控制或配置指令信息；所述的嵌入式控制終端對(duì)控制及配置指令解析及執(zhí)行，并在每次上電后即可自動(dòng)執(zhí)行上次掉電時(shí)所保存的指令序列。

所述的編程終端為上位機(jī)或基于本運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)嵌入式控制終端所支持的一套通信指令所開發(fā)的通信終端。

所述的嵌入式控制終端包括：

通信模塊，與編程終端通信連接；

指令解析模塊，與通信模塊連接，用于解析通信模塊接收的指令信息；

電機(jī)控制模塊，與指令解析模塊連接，用于控制電機(jī)在可編程獨(dú)立運(yùn)行模式下運(yùn)行；

報(bào)警模塊，與電機(jī)控制模塊連接，對(duì)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并提供遇錯(cuò)報(bào)警；

保護(hù)模塊，與電機(jī)控制模塊連接，對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)。

所述的通信模塊為rs232、rs485、canopen或ethernet通信模塊。

所述的電機(jī)控制模塊使電機(jī)處于以下控制模式：

在指令力矩模式下，所述的電機(jī)控制模塊包含電流環(huán)閉環(huán)算法、模數(shù)轉(zhuǎn)換算法、濾波算法以及根據(jù)i/o功能提供的報(bào)警或是保護(hù)功能；

在指令速度模式下，所述的電機(jī)控制模塊包含電流閉環(huán)算法、速度閉環(huán)算法、模數(shù)轉(zhuǎn)換算法、各個(gè)環(huán)路的濾波算法以及根據(jù)i/o功能提供的報(bào)警或是保護(hù)功能；

在指令位置模式下，所述的電機(jī)控制模塊包含電流閉環(huán)算法、速度閉環(huán)算法、位置閉環(huán)算法、模數(shù)轉(zhuǎn)換算法、運(yùn)動(dòng)軌跡生成算法、軌跡平滑算法、各個(gè)環(huán)路的濾波算法以及根據(jù)i/o功能提供的報(bào)警或是保護(hù)功能。

所述的報(bào)警模塊設(shè)有錯(cuò)誤狀態(tài)查詢接口、狀態(tài)顯示燈和狀態(tài)輸出接口，該狀態(tài)顯示燈用于顯示錯(cuò)誤狀態(tài)，所述的狀態(tài)輸出接口用于輸出錯(cuò)誤狀態(tài)。

所述的編程終端為用戶提供一套控制和配置指令集，用戶使用該指令集編寫指令序列提供給嵌入式控制終端自動(dòng)解析并執(zhí)行。

所述的指令解析模塊支持指令單線程順序執(zhí)行或多線程并行執(zhí)行技術(shù)。

所述的編程終端通過i/o操作指令對(duì)用戶的輸入引腳狀態(tài)進(jìn)行判斷，或?qū)τ脩艏拇嫫鞯淖x取操作從而實(shí)現(xiàn)指令跳轉(zhuǎn)以完成用戶指定的相應(yīng)動(dòng)作；同時(shí)還提供對(duì)輸 出引腳的操作指令或?qū)τ脩艏拇嫫鞯膶懖僮饕暂敵鱿鄳?yīng)的動(dòng)作執(zhí)行狀態(tài)。

所述的編程終端支持中斷服務(wù)，用于立即執(zhí)行由i/o引腳或是錯(cuò)誤警告觸發(fā)的中斷服務(wù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明支持可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式，包括：通信下載技術(shù)，對(duì)控制及配置指令的解析及執(zhí)行，支持單線程順序執(zhí)行或多線程并行指令執(zhí)行操作，對(duì)用戶i/o和寄存器的配合操作，支持中斷服務(wù)，可編程固化技術(shù)，上電后獨(dú)立運(yùn)行模式；本發(fā)明極大的簡化了步進(jìn)電機(jī)的使用，豐富了步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的功能及應(yīng)用范圍，擴(kuò)展了步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用場合。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的控制流程圖；

圖3為本發(fā)明的pwm周期中斷處理流程圖。

其中1為編程終端，2為嵌入式控制終端，11為上位機(jī)，12為通信終端，21為通信模塊，22為指令解析模塊，23為電機(jī)控制模塊，24為報(bào)警模塊，25為保護(hù)模塊。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，一種支持可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，包括編程終端1以及嵌入式控制終端2，所述的編程終端1通過通信網(wǎng)絡(luò)與嵌入式控制終端2連接；

所述的編程終端用于編程并發(fā)送控制或配置指令信息；所述的嵌入式控制終端對(duì)控制及配置指令解析及執(zhí)行，并在每次上電后即可自動(dòng)執(zhí)行上次掉電時(shí)所保存的指令序列(包括配置和控制指令)。

所述的編程終端1為上位機(jī)11或基于本運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)嵌入式控制終端所支持的一套通信指令所開發(fā)的通信終端12。

所述的嵌入式控制終端2包括：

通信模塊21，與編程終端1通信連接；

指令解析模塊22，與通信模塊21連接，用于解析通信模塊接收的指令信息，本運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)支持一套通信指令，該指令可用來配置或是讀取運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)(包括電機(jī)參數(shù)、驅(qū)動(dòng)參數(shù)、運(yùn)動(dòng)及控制參數(shù))、單線程/多線程技術(shù)的支持、中斷服務(wù)的支持、i/o功能、獲取系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息、在線編程及固化等功能；

電機(jī)控制模塊23，與指令解析模塊22連接，用于控制電機(jī)在可編程獨(dú)立運(yùn)行模式下運(yùn)行；

報(bào)警模塊24，與電機(jī)控制模塊23連接，對(duì)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并提供遇錯(cuò)報(bào)警；

保護(hù)模塊25，與電機(jī)控制模塊23連接，對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)。

所述的通信模塊21為rs232、rs485、canopen或ethernet通信模塊。

所述的電機(jī)控制模塊23使電機(jī)處于以下控制模式：

在指令力矩模式下，所述的電機(jī)控制模塊包含電流環(huán)閉環(huán)算法、模數(shù)轉(zhuǎn)換算法、濾波算法以及根據(jù)i/o功能提供的報(bào)警或是保護(hù)功能；

在指令速度模式下，所述的電機(jī)控制模塊包含電流閉環(huán)算法、速度閉環(huán)算法、模數(shù)轉(zhuǎn)換算法、各個(gè)環(huán)路的濾波算法以及根據(jù)i/o功能提供的報(bào)警或是保護(hù)功能；

在指令位置模式下，所述的電機(jī)控制模塊包含電流閉環(huán)算法、速度閉環(huán)算法、位置閉環(huán)算法、模數(shù)轉(zhuǎn)換算法、運(yùn)動(dòng)軌跡生成算法、軌跡平滑算法、各個(gè)環(huán)路的濾波算法以及根據(jù)i/o功能提供的報(bào)警或是保護(hù)功能。

所述的報(bào)警模塊24設(shè)有錯(cuò)誤狀態(tài)查詢接口、狀態(tài)顯示燈和狀態(tài)輸出接口，該狀態(tài)顯示燈用于顯示錯(cuò)誤狀態(tài)，所述的狀態(tài)輸出接口用于輸出錯(cuò)誤狀態(tài)。

所述的編程終端1為用戶提供一套控制和配置指令集，用戶使用該指令集編寫指令序列提供給嵌入式控制終端自動(dòng)解析并執(zhí)行。

所述的指令解析模塊支持指令單線程順序執(zhí)行或多線程并行執(zhí)行技術(shù)。

所述的編程終端1通過i/o操作指令對(duì)用戶的輸入引腳狀態(tài)進(jìn)行判斷，或?qū)τ脩艏拇嫫鞯淖x取操作從而實(shí)現(xiàn)指令跳轉(zhuǎn)以完成用戶指定的相應(yīng)動(dòng)作；同時(shí)還提供對(duì)輸出引腳的操作指令或?qū)τ脩艏拇嫫鞯膶懖僮饕暂敵鱿鄳?yīng)的動(dòng)作執(zhí)行狀態(tài)。

所述的編程終端1支持中斷服務(wù)，用于立即執(zhí)行由i/o引腳或是錯(cuò)誤警告觸發(fā)的中斷服務(wù)。

本發(fā)明所涉及到的內(nèi)容包括且不限于包括以下：

1.可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式包括對(duì)通信接口的支持以提供給用戶指令下載操作，通信接口包括且不限于包括rs232、rs485、canopen、ethernet接口等；

2.可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式包括對(duì)控制及配置指令的解析及執(zhí)行，在該模式下步進(jìn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)需要提供給用戶一套完善的控制和配置指令集，用戶可使用該指令集編寫一套指令序列提供給系統(tǒng)自動(dòng)解析并執(zhí)行。

3.可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式包括支持指令單線程順序執(zhí)行或多線程并行執(zhí)行技術(shù)，該技術(shù)使得可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式的功能更加豐富強(qiáng)大。

4.可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式包括對(duì)用戶i/o和寄存器的配合操作，在該模式下步進(jìn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可由i/o操作指令對(duì)用戶的輸入引腳狀態(tài)進(jìn)行判斷，或?qū)τ脩艏拇嫫鞯淖x取操作從而實(shí)現(xiàn)指令跳轉(zhuǎn)以完成用戶指定的相應(yīng)動(dòng)作。同時(shí)還提供對(duì)輸出引腳的操作指令或?qū)τ脩艏拇嫫鞯膶懖僮饕暂敵鱿鄳?yīng)的動(dòng)作執(zhí)行狀態(tài)或要求。

5.可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式包括對(duì)中斷服務(wù)的支持，在該模式下還可立即跳轉(zhuǎn)執(zhí)行由i/o引腳或是錯(cuò)誤警告等觸發(fā)的中斷服務(wù)子程序。

6.可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式包括可編程固化技術(shù)，所謂的可編程獨(dú)立運(yùn)行模式必然要求能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的可編程及指令序列的固化技術(shù)以使上電獨(dú)立運(yùn)行成為可能。

7.可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式包括支持上電自動(dòng)運(yùn)行固化指令序列技術(shù)，在該模式下要求運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)支持上電后自動(dòng)讀取固化指令序列并自動(dòng)運(yùn)行的技術(shù)。

以上所涉及到的功能及其設(shè)定均可通過配套的上位機(jī)軟件或基于本運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)嵌入式固件所支持的一套通信指令所開發(fā)的通信終端來實(shí)現(xiàn)，給使用者帶來更為方便簡單的使用體驗(yàn)。

具體實(shí)現(xiàn)過程如下：

利用上位機(jī)軟件配置成可編程獨(dú)立運(yùn)行工作模式。利用上位機(jī)軟件編寫指令序列。利用上位機(jī)軟件上將編制好的運(yùn)行程序下載到該系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電后即可按照編制好程序運(yùn)行。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。