專利名稱：一種步進電機電流的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于運動控制領(lǐng)域，尤其是一種步進電機電流的控制方法。
背景技術(shù)：
步進電機以其低廉的成本、簡單靈活控制方式等優(yōu)點，在各行各業(yè)中被廣泛應(yīng)用，尤其在運動控制鄰域。為了使步進電機運行狀態(tài)更加平穩(wěn)，軟件細分是當前重要而有效的手段之一。傳統(tǒng)的軟件細分方式，只能通過對電機細分曲線頻率的改變，實現(xiàn)對電機速度的調(diào)節(jié)功能。但是，對電機電流很難做到較寬范圍有效調(diào)節(jié)，例如，在一些變速云臺控制應(yīng)用中，當硬件驅(qū)動電路搭建完成后進行軟件細分時，需要在較寬速度范圍內(nèi)對電機進行無極調(diào)速，如果細分曲線幅值太小，可能會出現(xiàn)步進電機高速運行時轉(zhuǎn)矩不足，從而導(dǎo)致抖動或失步；如果細分曲線幅值過大，則可能會出現(xiàn)低速時電機過流，致使電機或者驅(qū)動芯片過熱，上述情況嚴重地影響了電機使用壽命及系統(tǒng)穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種步進電機電流的控制方法，解決了電機或其驅(qū)動電路發(fā)熱、力矩不足等問題。本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種步進電機電流的控制方法，包括以下步驟(I)從速度采集端口獲取更新的速度值，判斷速度值的有效性；(2)根據(jù)有效速度值生成新的驅(qū)動電流細分表；(3)按照新的驅(qū)動電流細分表驅(qū)動電機。而且，所述步驟(2)新的驅(qū)動電流細分表是根據(jù)頻率特征和幅值特征生成的。而且，所述根據(jù)頻率特征和幅值特征生成驅(qū)動電流細分表所采用的數(shù)學(xué)模型為DIV(ω , t) = A(co)D(co，t)其中，D(co，t)為一幅值為I關(guān)于參變量t的周期函數(shù),O彡 (ω ,t)彡I ;Α(ω)為電機細分曲線的幅值。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明采用可隨速度改變的頻率、幅值特征更新電流細分曲線，克服了以往電機細分控制中使用單一特征細分曲線的不足，方便地實現(xiàn)了步進電機電流控制，可較容易地實時更新云臺的電流曲線，滿足了較寬速度范圍內(nèi)的無極變速要求，較好地解決了步進電機或其驅(qū)動芯片低速發(fā)熱或高速時力矩不足問題。同時，還可以根據(jù)電機的輸出特性構(gòu)造恒流電機驅(qū)動，以做到用軟件方式實現(xiàn)閉環(huán)控制功能。具有適應(yīng)性強、成本低、操作方便等特點，


圖I本發(fā)明的處理流程圖2本發(fā)明的電機細分曲線示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。一種步進電機電流的控制方法，如圖I所示，包括以下步驟步驟1(S01 S02):從速度采集端口獲取一個新的速度值，判定該速度值是否在有效調(diào)節(jié)范圍內(nèi)如果是，則執(zhí)行步驟2(S03);如果不是則執(zhí)行S06，判斷速度值是否為零是則停機，否則重新循環(huán)；步驟2(S03):根據(jù)有效速度值生成新的驅(qū)動電流細分表；步驟3(S04):由電機驅(qū)動電路按照新的驅(qū)動電流細分表驅(qū)動電機工作；
步驟4(S05):判斷一個細分周期是否執(zhí)行完成？如果是，則返回步驟I循環(huán)執(zhí)行步驟I至步驟4，如果不是，則返回步驟3繼續(xù)按照當前的驅(qū)動電流細分表執(zhí)行，其幅值不變。其中，步驟2更新驅(qū)動細分曲線的方法是根據(jù)獲取的速度值，進行相應(yīng)的細分曲線頻率及幅值調(diào)節(jié)。I、細分曲線的頻率調(diào)節(jié)設(shè)所選用的步進電機的步距角為Θ step，細分曲線頻率為f，則由步進電機的速度計算公式有 / = ^ (1)即電流細分曲線頻率按公式(I)所示的速度變化來調(diào)節(jié)。2、細分曲線的幅值調(diào)節(jié)細分曲線的幅值在一定程度可反映步進電機相電流的大小，因此，調(diào)節(jié)幅值主要是起到電機相電流的調(diào)節(jié)作用。幅值的調(diào)節(jié)，比較靈活，可根據(jù)不同的需求或者是應(yīng)用環(huán)境做不同調(diào)節(jié)，例如，根據(jù)電機自身感應(yīng)電動勢調(diào)節(jié)在低速狀態(tài)下，電機自身的感應(yīng)電動勢較小,此時就可為細分表預(yù)設(shè)較小的幅值；在高速狀態(tài)下，電機自身的感應(yīng)電動勢較大，此時我們就可以為細分表預(yù)設(shè)較大幅值。根據(jù)感應(yīng)電動勢，幅值調(diào)節(jié)的因式表達式是
A2 ωι<ω<Φ2iI = ^ A Φ < Φ <Φ2
An Φ <Φ < Φ 臟(2 )其中，An彡· · . ^ A3 ^ A2 ^ A1 ^ O, k、b是滿足條件kco+b < N的任意正實數(shù)。綜上所述，驅(qū)動細分表的數(shù)學(xué)模型為 ν(ω , t) = Α(ω) (ω , t)(3)其中D(co，t)為一幅值為I關(guān)于參變量t的周期函數(shù),即有O彡 (ω ,t)彡1，通過改變ω值，可以改變D(co，t)的周期；Α(ω)為電機細分曲線的幅值表達式，通過改變ω值,可以改變Α(ω)的值大小，且有Α(ω)彡O恒成立。周期函數(shù)D(co，t) 一般可選用正弦曲線，其表達式為
D (ω , t) = sin (2 π ft)(4)將公式⑴、(4)代入公式(3)中，得到
權(quán)利要求
1.一種步進電機電流的控制方法，其特征在于包括以下步驟 (1)從速度采集端口獲取更新的速度值，判斷速度值的有效性； (2)根據(jù)有效速度值生成新的驅(qū)動電流細分表； (3)按照新的驅(qū)動電流細分表驅(qū)動電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種步進電機電流的控制方法，其特征在于所述步驟(2)新的驅(qū)動電流細分表是根據(jù)頻率特征和幅值特征生成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種步進電機電流的控制方法，其特征在于所述根據(jù)頻率特征和幅值特征生成驅(qū)動電流細分表所采用的數(shù)學(xué)模型為 DIV (ω , t) = Α(ω) (ω, t) 其中，D(co，t)為一幅值為I關(guān)于參變量t的周期函數(shù),O彡|D(co，t) I彡I ;Α(ω)為電機細分曲線的幅值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種步進電機電流的控制方法，其主要技術(shù)特點是包括以下步驟(1)從速度采集端口獲取更新的速度值，判斷速度值的有效性；(2)根據(jù)有效速度值生成新的驅(qū)動電流細分表；(3)按照新的驅(qū)動電流細分表驅(qū)動電機。本發(fā)明設(shè)計合理，其采用可隨速度改變的頻率、幅值特征更新電流細分表，克服了以往電機細分控制中使用單一特征細分曲線的不足，方便地實現(xiàn)了步進電機電流控制，滿足了較寬速度范圍內(nèi)的無極變速要求，較好地解決了步進電機或其驅(qū)動芯片低速發(fā)熱或高速時力矩不足問題，具有適應(yīng)性強、成本低、操作方便等特點。
文檔編號H02P8/12GK102843083SQ20121034951
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者葉晨, 劉重斌 申請人:天津市亞安科技股份有限公司