步进电机控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种步进电机控制方法、装置、设备及存储介质。通过第一开环控制将步进电机将速度从初始状态提升至预设速度；再切换至闭环控制，在该阶段估计步进电机的转子位置和速度，并快速到达目标停止位置附近，根据角度和速度进行第二开环控制至目标停止位置。通过第一开环控制可使步进电机快速达到稳定状态后切换至闭环控制，可稳定准确估计步进电机的转子位置和速度，然后再由估计的步进电机的角度和速度通过第二开环控制对步进电机进行控制，并且通过理论计算整个步进电机控制过程的所用时间，指导步进电机的选择和机械负载的设计，实现无位置传感器的步进电机的控制，在最短时间内到达目标停止位置，解决步进电机失步现象，提高控制精度。

Stepping motor control method, device, equipment and storage medium

【技术实现步骤摘要】
步进电机控制方法、装置、设备及存储介质
本专利技术涉及电机控制
，尤其涉及一种步进电机控制方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
在缝制设备中，步进电机常用于动框的控制，但是动框的动态过程很快，通常是十几个ms甚至是几个ms就要完成一次针制动作，动框步进电机控制精度优于0.5度。而对于步进电机在频繁的加减速启动和高速旋转的情况下容易造成失步，造成缝制设备的位置开环控制失效，为了弥补此缺点，可以在步进电机的轴端安装位置传感器(编码器)，来实时监测转子位置并且施加基于转子位置的矢量控制方法，可以获得比开环步进电机更好的动态特性，但是为此增加了传感器的成本，并且在实际使用中由于线缆、安装精度和电路复杂性的原因，导致控制系统的成本上升，同时系统硬件的可靠性有一定程度的下降。因此无位置传感器的步进电机控制系统成为研究的热点。首先从国内外的研究现状看，无传感器的电机闭环控制方法主要集中在永磁伺服电机的无传感器控制(主要是速度值)和步进电机的反电势检测上(主要堵转检测类)。文献《Newsliding-modeobserverforpositio本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种步进电机控制方法，其特征在于，包括：/n通过第一开环控制将步进电机将速度从初始状态提升至预设速度；/n将所述步进电机切换至闭环控制，在闭环控制阶段估计所述步进电机的转子位置和速度；/n根据所述步进电机的角度和速度进行第二开环控制，以达到目标停止位置。/n

【技术特征摘要】
20181015 CN 20181119572401.一种步进电机控制方法，其特征在于，包括：
通过第一开环控制将步进电机将速度从初始状态提升至预设速度；
将所述步进电机切换至闭环控制，在闭环控制阶段估计所述步进电机的转子位置和速度；
根据所述步进电机的角度和速度进行第二开环控制，以达到目标停止位置。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在闭环控制阶段估计所述步进电机的转子位置和速度，包括：
在闭环控制阶段通过角度观测模型获取反电动势；
根据所述反电动势获取所述步进电机的转子位置和速度。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述角度观测模型如下：



其中，z1、z2为角度观测模型变量；k为当前执行次数；d为角度观测模型估计增益值；Ts为控制周期；Rs为步进电机定子电阻；Ls为步进电机定子电感；为电机转速估计值；为q轴电流反馈；为d轴电流反馈；为q轴输入电压；为d轴输入电压；
根据所述角度观测模型获取反电动势如下：



其中，为q轴反电势估计值；为d轴反电势估计值；
根据如下公式估计所述步进电机的转子位置



根据如下公式估计所述步进电机的速度



其中，ke为步进电机反电动势常数。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述闭环控制包括位置环控制和电流环控制；
其中，通过如下公式进行位置环控制：



其中，iq为q轴电流；Tf为摩擦力矩；kt为推力系数；J为负载转动惯量；k>0、r(0<r<1)、α>0、η>0为控制参数；e(t)为位置误差；s为滑模面。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
通过理论计算获取所述步进电机的第一开环控制所用时间、闭环控制所用时间、以及第二开环控制所用时间，从而获取所述步进电机整个控制过程达到目标停止位置所用时间；
根据所述步进电机达到目标停止位置所用时间进行所述步进电机选取和机械结构负载设计。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢少鹏，赵富，丁海大，牛泽农，
申请(专利权)人：北京大豪科技股份有限公司，诸暨兴大豪科技开发有限公司，北京兴大豪信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11