本发明专利技术公开了一种步进电机反电动势电压补偿方法、装置、设备及介质，用以改进电机电流波形正弦度，从而解决电机运行时振动及产生噪音的问题，且将电机电流控制在设定值。所述方法包括：基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数、负载角和电机参数，确定驱动电压数值，其中，所述电机参数包括单个电机绕组的相电感和电机相电阻；基于所述驱动电压数值，控制H桥输出驱动电压；将所述驱动电压输出至步进电机，所述驱动电压用于驱动所述步进电机工作。
A compensation method, device, equipment and medium for back EMF voltage of stepping motor
【技术实现步骤摘要】
一种步进电机反电动势电压补偿方法、装置、设备及介质
本专利技术涉及步进电机控制
，尤其涉及一种步进电机反电动势电压补偿方法、装置、设备及介质。
技术介绍
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，具有不受负载变化的影响的优势，随着步进电机行业的快速发展，步进电机的应用越来越广泛。现有技术中，普遍采用了内置脉冲宽度调制(Pulsewidthmodulation，PWM)斩波控制器的集成电路驱动芯片的方案去驱动步进电机，驱动电路产生PWM斩波，并同时采集电机绕组的电流，通过反馈电流控制PWM斩波发生器的占空比以将电机绕组电流稳定在设定值，然而反馈调节系统输出值并非真正恒定的，导致在电机静止时，电机绕组电流存在非周期性的纹波，进而可能产生人耳能听见的噪音；同时电机电流过零点失真，进而导致电机振动。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种步进电机反电动势电压补偿方法、装置、设备及介质，用以改进电机电流波形正弦度，从而解决电机运行时振动及产生噪音的问题，且将电机电流控制在设定值。第一方面，本专利技术实施例提供了一种步进电机反电动势电压补偿方法，该方法包括：基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数、负载角和电机参数，确定驱动电压数值，其中，电机参数包括单个电机绕组的相电感、电机相电阻和H桥导通电阻；基于驱动电压数值，控制H桥输出驱动电压；将驱动电压输出至步进电机，驱动电压用于驱动步进电机工作。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的方法中，基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数和电机参数，确定驱动电压数值，包括：基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数和电机参数，采用公式确定驱动电压数值，其中，|U|为驱动电压数值，|I|为电机设定正弦波电流幅度，ω为驱动电压角频率，γ为负载角的余角，L为单个电机绕组的相电感，R为电机相电阻，|C|为反电动势常数。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的方法中，反电动势常数的计算方法包括：将给定驱动电压输出至步进电机并驱动步进电机工作；获取步进电机工作时的电机线圈电流；采用公式确定反电动势常数，其中，|U1|为给定正弦波驱动电压幅度，|I1|为电机线圈正弦波驱动电流幅度，ω为驱动电压的角频率，L为单个电机绕组的相电感，R为电机相电阻，|C|为反电动势常数，φ为给定驱动电压的相位。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的方法中，电机相电阻还包括H桥导通电阻，所述电机相电阻的计算方法包括：根据电机运行环境修正所述电机相电阻，其中电机运行环境包括：电机运行温度，电机损耗程度。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的方法中，电机相电阻的计算方法包括：采用公式R1＝R25℃×(1+(T-25)*0.004)，确定电机相电阻，R25℃为电机工作在25℃时的相电阻，T为电机工作时的电机温度，R1为电机相电阻。第二方面，本专利技术实施例提供了步进电机反电动势电压补偿装置，装置包括：处理单元，用于基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数、负载角和电机参数，确定驱动电压数值，其中，电机参数包括单个电机绕组的相电感和电机相电阻；控制单元，用于基于驱动电压数值，控制H桥输出驱动电压；输出单元，用于将驱动电压输出至步进电机，驱动电压用于驱动步进电机工作。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的装置中，处理单元具体用于：基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数和电机参数，采用公式确定驱动电压数值，其中，|U|为驱动电压数值，|I|为电机设定正弦波电流幅度，ω为驱动电压角频率，γ为负载角的余角，L为单个电机绕组的相电感，R为电机相电阻，|C|为反电动势常数。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的装置中，处理单元采用如下方法计算反电动势常数：将给定驱动电压输出至步进电机并驱动步进电机工作；获取步进电机工作时的电机线圈电流；采用公式确定反电动势常数，其中，|U1|为给定正弦波驱动电压幅度，|I1|为电机线圈正弦波电流幅度，ω为驱动电压的角频率，L为单个电机绕组的相电感，R为电机相电阻，|C|为反电动势常数，φ为给定驱动电压的相位。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的装置中，电机相电阻还包括H桥导通电阻，处理单元还用于：根据电机运行环境修正电机相电阻，其中电机运行环境包括：电机运行温度，电机损耗程度。在一种可能的实施方式中，本专利技术实施例提供的装置中，处理单元采用如下方法计算电机相电阻：采用公式R1＝R25℃×(1+(T-25)*0.004)，确定电机相电阻，其中，R25℃为电机工作在25℃时的相电阻，T为电机工作时的电机温度，R1为电机相电阻。第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现本申请实施例第一方面提供的方法。第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现本申请实施例第一方面提供的方法。本专利技术实施例提供了一种步进电机反电动势电压补偿方法、装置、设备及介质，方法包括：基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数、负载角和电机参数，确定驱动电压数值，其中，电机参数包括单个电机绕组的相电感、电机相电阻和H桥导通电阻；基于驱动电压数值，控制H桥输出驱动电压，再将驱动电压输出至步进电机，驱动电压用于驱动步进电机工作。利用反电动势常数和电机参数，基于电机设定电流、驱动电压角频率，确定驱动电压数值，并通过控制H桥将驱动电压输出至步进电机。与现有技术相比，无需利用反馈方式调节驱动电压，改进了电机电流波形正弦度，从而解决电机运行时振动及产生噪音的问题，且将电机电流控制在设定值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的步进电机反电动势电压补偿方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的步进电机驱动电路模型结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的电机工作电流示意图；图4为本专利技术实施例提供的步进电机驱动电路结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的步进电机反电动势电压补偿装置的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的电子设备的结构示意图。具体实施方式为了使本领域普通人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种步进电机反电动势电压补偿方法，其特征在于，所述方法包括：/n基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数、负载角和电机参数，确定驱动电压数值，其中，所述电机参数包括单个电机绕组的相电感和电机相电阻；/n基于所述驱动电压数值，控制H桥输出驱动电压；/n将所述驱动电压输出至步进电机，所述驱动电压用于驱动所述步进电机工作。/n
【技术特征摘要】
1.一种步进电机反电动势电压补偿方法，其特征在于，所述方法包括：
基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数、负载角和电机参数，确定驱动电压数值，其中，所述电机参数包括单个电机绕组的相电感和电机相电阻；
基于所述驱动电压数值，控制H桥输出驱动电压；
将所述驱动电压输出至步进电机，所述驱动电压用于驱动所述步进电机工作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数和电机参数，确定驱动电压数值，包括：
基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数和电机参数，采用公式确定驱动电压数值，其中，|U|为所述驱动电压数值，|I|为所述电机设定正弦波电流幅度，ω为所述驱动电压角频率，γ为所述负载角的余角，L为所述单个电机绕组的相电感，R为所述电机相电阻与所述H桥导通电阻之和，|C|为所述反电动势常数。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述反电动势常数的计算方法包括：
将给定驱动电压输出至所述步进电机并驱动所述步进电机工作；
获取所述步进电机工作时的电机线圈电流；
采用公式确定所述反电动势常数，其中，|U1|为所述给定正弦波驱动电压幅度，|I1|为所述电机线圈正弦波电流幅度，ω为所述驱动电压的角频率，L为所述单个电机绕组的相电感，R为所述电机相电阻与所述H桥导通电阻之和，|C|为所述反电动势常数，φ为所述给定驱动电压的相位。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电机相电阻还包括H桥导通电阻，所述电机相电阻的计算方法包括：
根据电机运行环境修正所述电机相电阻，其中电机运行环境包括：电机运行问题，电机损耗程度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电机相电阻的计算方法包括：
采用公式R1＝R25℃×(1+(T-25)*0.004)，确定所述电机相电阻，其中，R25℃为所述电机工作在25℃时的相电阻，T为所述电机工作时的电机温度，R1为所述电机相电阻。
6.一种步进电机反电动势电压补偿装置，其特征在于，所述装置包括：
处理单元，用于基于电机设定电流、驱动电压角频率、反电动势常数、负载角和电机参数，确定驱动电压数...
【专利技术属性】
技术研发人员：施小灵，杨增启，李剑平，
申请(专利权)人：浙江大华技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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