步进马达线性加减速的控制方法与装置制造方法及图纸

一种步进马达线性加减速的控制方法与装置。其中步进马达线性加速的控制装置包括：定时器、周期产生器及比较器。定时器包括缓存器及时间参数，在每接收一个系统时脉的情况下，随即累加该时间参数于缓存器中，且每累加一次，缓存器即会送出一个累加数值。周期产生器在每接收一触发信号且步进马达的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并加以输出一递减执行周期。而连接定时器及周期产生器的比较器，用以接收累加数值及该递减执行周期，在累加数值大于等于该递减执行周期的比较结果下，产生并送出一个脉冲信号至步进马达，以使步进马达进行逐齿运动。只要输入相应数据给周期产生器，即可达到步进马达“实时”加速的目的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
步进马达线性加减速的控制方法与装置
本专利技术是有关于一种步进马达线性加减速的控制方法与装置，且特别是有关于一种以简易算法控制步进马达“实时”加减速的控制方法及装置。
技术介绍
随着电机工业近百年来的发展，各种规格予种类的马达以广泛应用于不同领域的驱动应用中，在目前种类繁多的马达中，随着驱动用途的不同，可使用如直流马达、交流马达等各具不同特性的马达，但在许多要求高稳定度、高准确度及良好定位能力的马达中，则应首推步进马达的应用，由于步进马达具有良好的角度定位控制特性，且具有成本低、易制造的优点，是以可以广泛应用于各种生产、制造、检验设备及消费性电子产品等需具有移动能力及定位特性的驱动装置。步进马达之所以具有定位特性，是因其在驱动时是以逐齿运动的方式进行，是以可通过转动齿数的控制与累积来产生良好的定位特性，但也由于其在转动时是通过磁场变化所产生的逐齿移动所发生，是以若需增加其转速，则需通过增加所输入的驱动脉冲的频率来控制其增加的转速，反之，若欲减少其转速，则需通过减少所输入的驱动-->脉冲的频率来控制其减少的转速。请参考图1，其为有关步进马达在加减速时的一时间-速度曲线图。当在步进马达由静止加速至某一特定转速V1时，必须使输入的驱动脉冲频率以线性方式递增，而使步进马达在时间t1时到达所需的转速V1，之后即以固定的脉冲频率使马达转速维持在一定值，随后当步进马达需回复至原始的静止状态时，则需以递减方式递减目前的脉冲频率使步进马达慢慢递减转动速度以回复至原始的静止状态。要控制步进马达的速度即需控制输入的脉冲频率，而有关传统控制步进马达脉冲频率的方式，可以是利用记录马达加减速的查表方式或是利用复杂的算法输出不同的脉冲频率以控制步进马达的转速。其中，马达加减速的记录表是记录关于时间(或步数)、脉冲频率等参数值，是以可随时间(或步数)的不同，而从表中撷取不同的脉冲频率以输入至步进马达，进而得以控制步进马达的加减速，但此方法由于需先以查表方式查询不同时间(或步数)的脉冲频率，再以查询到的脉冲频率提供与步进马达，致使无法实时产生脉冲频率。另外，以复杂算法输出不同的脉冲频率来控制步进马达的速度，则会因算法本身的计算成本过高，而延迟步进马达的加速时间，或若以硬件来实现，会使其在硬件成本上增加许多。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种步进马达线性加减速的控制方法与装置，其以简单的输入参数配合计算成本低的算法及低硬件成-->本的硬件，以“实时”方式产生脉冲频率。本专利技术提出的一种步进马达线性加速的控制装置，包括：定时器、周期产生器及比较器。其中，定时器包括缓存器及时间参数，在每接收一个系统时脉的情况下，随即累加该时间参数于缓存器中，且每累加一次，缓存器即会送出一个累加数值。周期产生器在每接收一触发信号且步进马达的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并加以输出一递减执行周期。而连接定时器及周期产生器的比较器，则是用以接收累加数值及该递减执行周期，在累加数值大于等于该递减执行周期的比较结果下，产生并送出一个脉冲信号至步进马达，以使步进马达进行逐齿运动。在一较佳情况下，周期产生器包括：速度加速器及除频器。其中，速度加速器连接比较器，在接收比较器回馈的触发信号且步进马达的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并输出一后级速度，此后级速度由累加一每步加速度而来，而此每步加速度＝(末速度-初速度)/总步数。除频器连接比较器及速度加速器，在接收后级速度的情况下，会依据接收的后级速度来计算并输出该递减执行周期至比较器，其中递减执行周期＝1/后级速度。本专利技术另提供一种步进马达线性加速的控制方法，包括：先输入初速度、末速度及步进马达在加速过程中的总步数，之后在每接收一个系统时脉的情况下，即累加一时间参数并加以输出一累加数值，而在每接收一触发信号且步进马达的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并加以输出一递减执行周期，之后即依据接收的累加数值大于等于-->该递减执行周期的情况下，产生并送出一脉冲信号至步进马达，以使步进马达进行逐齿运动。在一较佳情况下，递减执行周期的产生步骤更包括：在接收回馈的触发信号且步进马达的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并输出一后级速度，此后级速度是由累加一每步加速度而来，而此每步加速度＝(末速度-初速度)/总步数，之后在接收上述的后级速度的情况下，依据此后级速度计算并输出该递减执行周期，其中递减执行周期＝1/后级速度。本专利技术另又提出一种步进马达线性减速的控制装置，包括：定时器、周期产生器及比较器。其中，定时器与比较器的功能与连结关系皆与上述的加速控制装置相同，在此不加赘述，所不同的是周期产生器是在每接收一触发信号且步进马达的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并加以输出一递增执行周期予比较器进行比较的基准。在一较佳情况下，周期产生器包括：速度减速器及除频器。其中，速度减速器连接比较器，在接收比较器回馈的触发信号且步进马达的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并输出一后级速度，此后级速度由累加一每步加速度而来，而此每步加速度＝(末速度-初速度)/总步数，系一负加速度。除频器连接比较器及速度减速器，在接收后级速度的情况下，会依据接收的后级速度来计算并输出该递减执行周期至比较器，其中递减执行周期＝1/后级速度。另外，本专利技术又提出一种步进马达线性减速的控制方法，包括：-->先输入初速度、末速度及步进马达在减速过程中的总步数，之后在每接收一个系统时脉的情况下，即累加一时间参数并加以输出一累加数值，而在每接收一触发信号且步进马达的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并加以输出一递增执行周期，之后即依据接收的累加数值大于等于该递增执行周期的情况下，产生并送出一脉冲信号至步进马达，以使步进马达进行减速的逐齿运动。在一较佳情况下，递增执行周期的产生步骤更包括：在接收回馈的触发信号且步进马达的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并输出一后级速度，此后级速度系由累加一每步加速度而来，而此每步加速度＝(末速度-初速度)/总步数，为一负加速度，之后在接收上述的后级速度的情况下，依据此后级速度计算并输出该递减执行周期，其中递减执行周期＝1/后级速度。综合上述，本专利技术只要输入初速度、末速度及总步数至周期产生器，即可透过上述加/减速控制装置及方法使送出脉冲信号的频率依据执行周期的递减/递增而越来越快/慢，以达到步进马达“实时”加/减速的目的。附图说明图1为有关步进马达在加减速时的一时间-速度曲线图；图2为依据本专利技术的一种步进马达线性加减速的控制装置的一方框图；图3为依据本专利技术的一种步进马达线性加减速的控制方法的一-->流程图；图4为依据本专利技术的一种步进马达线性加减速的控制装置的一方框图；以及图5为依据本专利技术的一种步进马达线性加减速的控制方法其中计算执行周期的一流程图。200，400：定时器Cv：累加数值Dc：时间参数210，410：周期产生器T：执行周期220，420：比较器412：速度加速器414：除频器V：末级速度Dv：每步加速度步骤s300～步骤s309为本专利技术的一较佳实施例的一实施步骤步骤s500～步骤s509为本专利技术依据步骤s302及步骤s304的一详细实施步骤具体实施方式请参照图2，其为依照本专利技术一较佳实施例的一种步进马达线性加速的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种步进马达线性加速的控制装置，其特征是，该装置包括：一定时器，包括一缓存器及一时间参数，在每接收一系统时脉的情况下，累加该时间参数于该缓存器中，且每累加一次，该缓存器即会送出一累加数值；一周期产生器，在每接收一触发信号且该步进马达 的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并加以输出一递减执行周期；以及一比较器，连接该定时器及该周期产生器，用以接收该累加数值及该递减执行周期，在该累加数值大于等于该递减执行周期的比较结果下，送出一脉冲信号至该步进马达，以使该步进马达进行逐齿 运动。

【技术特征摘要】
1.一种步进马达线性加速的控制装置，其特征是，该装置包括：一定时器，包括一缓存器及一时间参数，在每接收一系统时脉的情况下，累加该时间参数于该缓存器中，且每累加一次，该缓存器即会送出一累加数值；一周期产生器，在每接收一触发信号且该步进马达的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并加以输出一递减执行周期；以及一比较器，连接该定时器及该周期产生器，用以接收该累加数值及该递减执行周期，在该累加数值大于等于该递减执行周期的比较结果下，送出一脉冲信号至该步进马达，以使该步进马达进行逐齿运动。2.如权利要求1所述的步进马达线性加速的控制装置，其特征是，该比较器亦会回馈该脉冲信号至该定时器，清除该缓存器暂存的该累加数值。3.如权利要求1所述的步进马达线性加速的控制装置，其特征是，该比较器亦会回馈该脉冲信号至该周期产生器，其中回馈的该脉冲信号即是该触发信号，以触发该周期产生器增加一个逐齿步数。4.如权利要求1所述的步进马达线性加速的控制装置，其特征是，该周期产生器更包括：一速度加速器，连接该比较器，在接收该比较器回馈的该触发信号且该步进马达的逐齿步数小于总步数的情况下，计算并输出一后级速度，其特征是，该后级速度是由累加一每步加速度而来，而该每步加速度＝(末速度-初速度)/总步数；以及一除频器，连接该比较器及该速度加速器，会依据该后级速度计算并输出该递减执行周期至该比较器，其中该递减执行周期＝1/后级速度。5.如权利要求1所述的步进马达线性加速的控制装置，其特征是，该递减执行周期为二个逐齿步数间的一执行时间差。6.一种步进马达线性加速的控制方法，其特征是，该方法包括：输入一初速度、一末速度及一总步数；在每接收一系统时脉的情况下，即累加一时间参数，并加以输出一累加数值；在每接收一触发信号且该步进马达的逐齿步数小于该总步数的情况下，计算并加以输出一递减执行周期；以及依据接收的该累加数值大于等于该递减执行周期的情况下，产生并送出一脉冲信号至该步进马达，以使该步进马达进行逐齿运动。7.如权利要求6所述的步进马达线性加速的控制方法，其特征是，会回馈该脉冲信号以清除该累加数值。8.如权利要求6所述的步进马达线性加速的控制方法，其特征是，该触发信号即是回馈的该脉冲信号，用以触发增加一个逐齿步数。9.如权利要求6所述的步进马达线性加速的控制方法，其特征是，该递减执行周期产生步骤更包括：在接收回馈的该触发信号且该步进马达的逐齿步数小于该总步数的情况下，计算并输出一后级速度，其中该后级速度由累加一每步加速度而来，而该每步加速度＝(末速度-初速度)/总步数；以及在接收该后级速度的情况下，依据该后级速度计算并输出该递减执行周期，其中该递减执行周期＝1/后级速度。10.如权利要求6所述的步进马达线性加速的控制方法，其特征是，该递减执行周期为二个逐齿步数间的一执行时间差。11.一种步进马达线性...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭士正，
申请(专利权)人：力捷电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]