脉冲步进电机的控制方法技术

本发明专利技术涉及脉冲步进电机的控制技术领域，具体地说，涉及一种脉冲步进电机的控制方法。其按信号处理流程包括如下步骤：(1)通过一指令输入模块输入运行指令；(2)通过一控制模块将运行指令转换成整体波形为三角波或梯形波的时序脉冲信号，且使时序脉冲信号的上升沿和下降沿均为阶梯波；(3)通过一功率控制模块按照时序脉冲信号，控制电源模块按一定的方式对步进电机的绕组进行供电。通过本发明专利技术的方法能够获取较佳的定位准确度和定位精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及脉冲步进电机的控制
，具体地说，涉及一种脉冲步进电机的控制方法。
技术介绍
以定位控制作为主要用途功能的机构有多种多样，其通常是通过电机马达驱动来实现的，最常用的是伺服电机与步进电机。其中，步进电机是通过若干个一定角度的递进(如：一个递进为1.8度，又称步进角)来实现转子旋转的，步进角对应一个脉冲信号，即给予一个脉冲信号即可使步进电机转动一个步进角的角度。因此，使用者通过输入一定的脉冲数即可较佳的通过步进电机实现定位控制功能。就现有步进电机的控制方式来说，其不仅使得步进电机在到达目标位置时会因动态振动而导致定位不准确，而且定位精度主要取决于该步进电机固有的步进角的频度(大小)。因此，基于现有步进电机的控制方式，使得步进电机的定位准确性以及精度均难以获取较佳的提升。
技术实现思路
本专利技术提供了一种脉冲步进电机的控制系统，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。根据本专利技术的脉冲步进电机的控制系统，其包括：指令输入模块，其用于输入运行指令；控制模块，其用于将运行指令转换成整体波形为三角波或梯形波的时序脉冲信号，且时序脉冲信号的上升沿和下降沿均构造成阶梯形；以及功率控制模块，其用于根据时序脉冲信号使电源模块按一定的方式对步进电机的绕组进行供电。本专利技术的脉冲步进电机的控制系统中，控制模块所形成的控制脉冲(即时序脉冲信号)的整体波形能够为三角波或梯形波，相比于现有采用整体波形为方波的控制脉冲来说，不会导致因在上升沿或下降沿处的电平(电流或电压)急剧转换而产生的震动，从而使得步进电机在目标位置处的缓冲性能能够得到极大的提升，从而大大提升饿了步进电机定位的精确性。另外，由于时序脉冲信号的上升沿和下降沿能够均构造成阶梯形，这使得通过对上升沿和下降沿的控制，能够大大提升步进电机的定位精度。如，假定一个步进电机的每400个脉冲旋转一周，如果通过将任一控制波形的上升沿和下降沿的级数和设定位50，那么就能够实现20000次/周的细微化定位设定。作为优选，还包括D/A转换模块，D/A转换模块用于将时序脉冲信号由数字量转换成模拟量并发送给功率控制模块。本专利技术的脉冲步进电机的控制系统中，由于上升沿或下降沿能够是阶梯波，因此上升沿或下降沿在每级(阶梯波的每级)转换之间会存在一个较明显的电平(电流或电压)变化，该电平(电流或电压)变化会导致转子在转动时存在一个微弱震动。通过将时序脉冲信号转换为模拟量，即可使得功率控制模块能够接收到连续、平稳的控制信号，从而较佳避免了该微弱震动，进而大大提升了定位准确性。作为优选，功率控制模块用于依照时序脉冲信号对步进电机绕组的电压进行控制。作为优选，功率控制模块用于依照时序脉冲信号对步进电机绕组的电流进行控制。本专利技术还提供了一种脉冲步进电机的控制方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。根据本专利技术的脉冲步进电机的控制方法，其按信号处理流程包括如下步骤：：(1)通过一指令输入模块输入运行指令；(2)通过一控制模块将运行指令转换成整体波形为三角波或梯形波的时序脉冲信号，且使时序脉冲信号的上升沿和下降沿均为阶梯波；(3)通过一功率控制模块按照时序脉冲信号，控制电源模块按一定的方式对步进电机的绕组进行供电。本专利技术的脉冲步进电机的控制方法中，控制模块所形成的控制脉冲(即时序脉冲信号)的整体波形能够为三角波或梯形波，相比于现有采用整体波形为方波的控制脉冲来说，不会导致因在上升沿或下降沿处的电平(电流或电压)急剧转换而产生的震动，从而使得步进电机在目标位置处的缓冲性能能够得到极大的提升，从而大大提升饿了步进电机定位的精确性。另外，由于时序脉冲信号的上升沿和下降沿能够均构造成阶梯形，这使得通过对上升沿和下降沿的控制，能够大大提升步进电机的定位精度。如，假定一个步进电机的每400个脉冲旋转一周，如果通过将任一控制波形的上升沿和下降沿的级数和设定位50，那么就能够实现20000次/周的细微化定位设定。作为优选，步骤(2)中，控制模块包括数字电路或微处理器。从而便于时序脉冲信号的生成。作为优选，步骤(2)中，在时序脉冲信号产生后，还通过一D/A转换模块将时序脉冲信号由数字量转换成模拟量。本专利技术的脉冲步进电机的控制方法中，由于上升沿或下降沿能够是阶梯波，因此上升沿或下降沿在每级(阶梯波的每级)转换之间会存在一个较明显的电平(电流或电压)变化，该电平(电流或电压)变化会导致转子在转动时存在一个微弱震动。通过将时序脉冲信号转换为模拟量，即可使得功率控制模块能够接收到连续、平稳的控制信号，从而较佳避免了该微弱震动，进而大大提升了定位准确性。作为优选，步骤(3)中，功率控制模块控制电源模块对步进电机绕组的电流或电压进行调节。作为优选，步骤(2)中，在步进电机与目标停止位置间的偏差大、需要高速运转时，使所述阶梯波的级数较少；在步进电机与目标停止位置间的偏差较小、需要减速运转时，使所述阶梯波的级数逐渐增加；在步进电机与目标停止位置间的偏差微小、即将停止运转时，使所述阶梯波的级数较多。通过该种设定，能够大大提升步进电机的定位准确度。另外，此处所说的“级数较少”和“级数较多”为一相对概念，并不是对级数的数量进行限定。附图说明图1为实施例1中的一种脉冲步进电机的控制系统的示意图；图2为现有脉冲步进电机的控制系统的时序图；图3为实施例1中的一种脉冲步进电机的控制系统的时序图；图4为图3中对应部分的放大示意图；图5为图3中任一单个时序脉冲信号的上升沿的示意图；图6为实施例2中在步进电机与目标停止位置间的偏差大、需要高速运转时的阶梯波示意图；图7为实施例2中在步进电机与目标停止位置间的偏差较小、需要减速运转时的阶梯波示意图；图8为实施例2中在步进电机与目标停止位置间的偏差微小、即将停止运转时的阶梯波示意图。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本专利技术进行解释而并非限定。实施例1如图1所示，本实施例提供了一种脉冲步进电机的控制系统，其包括：指令输入模块，其用于输入运行指令；控制模块，其用于将运行指令转换成整体波形为三角波或梯形波的时序脉冲信号，且时序脉冲信号的上升沿和下降沿均构造成阶梯形；以及功率控制模块，其用于根据时序脉冲信号使电源模块按一定的方式对步进电机的绕组进行供电。本实施例中，控制模块包括脉冲发生单元和脉冲分配单元，脉冲发生单元用于接收运行指令并形成脉冲控制信号，脉冲分配单元用于将脉冲控制信号分配成用于对步进电机的每个绕组进行控制的时序脉冲信号。本实施例中，还包括D/A转换模块，D/A转换模块用于将时序脉冲信号由数字量转换成模拟量并发送给功率控制模块。本实施例中，功率控制模块能够对应时序脉冲信号对步进电机绕组的电压或电流进行控制。为了较为直观的描述本实施例中的控制系统，现以采用本实施例中的控制系统和现有控制系统对具有4个绕组(该4个绕组分别为A、B、C和D)的单极步进电机进行控制为例，一一进行说明。现有脉冲步进电机的控制系统均采用方波脉冲信号对步进电机进行控制，如图2所示，为现有脉冲步进电机的控制系统的时序图。由该时序图可知，当A、B、C、D依次处于高电平时，转子依次与A、B、C、D对齐，从而实现了转子的转动。可以明显的看出：1、转子在任意相本文档来自技高网...

【技术保护点】
脉冲步进电机的控制方法，其按信号处理流程包括如下步骤：(1)通过一指令输入模块输入运行指令；(2)通过一控制模块将运行指令转换成整体波形为三角波或梯形波的时序脉冲信号，且使时序脉冲信号的上升沿和下降沿均为阶梯波；(3)通过一功率控制模块按照时序脉冲信号，控制电源模块按一定的方式对步进电机的绕组进行供电。

【技术特征摘要】
1.脉冲步进电机的控制方法，其按信号处理流程包括如下步骤：(1)通过一指令输入模块输入运行指令；(2)通过一控制模块将运行指令转换成整体波形为三角波或梯形波的时序脉冲信号，且使时序脉冲信号的上升沿和下降沿均为阶梯波；(3)通过一功率控制模块按照时序脉冲信号，控制电源模块按一定的方式对步进电机的绕组进行供电。2.根据权利要求1所述的脉冲步进电机的控制方法，其特征在于：步骤(2)中，控制模块包括数字电路或微处理器。3.根据权利要求1所述的脉冲步进电机的控制方法，其特征在于：步骤(2)中，在时序脉冲信号产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华峰，
申请(专利权)人：杭州大精机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33