一种2相步进电机控制参数的优化方法技术

本申请涉及一种2相步进电机控制参数的优化方法；其包括：接收参数调优指令，控制步进电机运行，每隔预设时长T，对实际电流I

【技术实现步骤摘要】
一种2相步进电机控制参数的优化方法


[0001]本申请涉及步进电机控制领域，尤其是涉及一种2相步进电机控制参数的优化方法。

技术介绍

[0002]2相混合式步进电机是一种混合式电机，2相步进电机的控制系统用于控制2相混合式步进电机的运行，当使用上述控制系统对不同规格型号的步进电机进行控制时，易出现步进电机的实际电流I
F
(步进电机运行过程中被采集的电流)与预设的控制电流I
R
(当控制系统通过预设的输入电压U
M
来控制步进电机运行时，控制系统输出的与输入电压U
M
相对应的电流)之间存在偏差的情况；上述偏差值越大，则说明控制器对步进电机的控制效果越差，因此，为了优化控制器对步进电机的控制效果，控制系统可以调用PI运算来消除上述偏差值并计算得出可以使得实际电流I
F
等于控制电流I
R
所对应的控制电压U
R
。PI运算是根据给定值与实际输出值构成偏差值，将偏差值的比例和积分通过线性组合构成修正量，并对被控对象进行调控的运算；对电流偏差值进行PI运算可以得到步进电机的控制电压；具体运算方法如下：控制系统首先根据预设的输入电压U
M
来控制步进电机运行，并控制预设的电流采集设备每隔预设时长采集实际电流I
F
，每采样一次，则计算当前采样所得的实际电流I
F
与预设控制电流I
R
的偏差值，然后根据PI运算公式计算得到电压修正量
△/>U，U，其中，K
P
为PI运算式中的比例项控制参数，K
i
为PI运算式中的积分项控制参数，均为人为设定的常数；n为实际电流I
F
对应的被采集次数，表示n次偏差值总和；控制系统将基于当前采样所得的
△
U，将输入电压U
M
更新为U
M
+
△
U，再通过更新后的输入电压U
M
控制步进电机运行，以便下次采样时可以得到更新后的输入电压U
M
所对应的实际电流I
F
。在经过n次采样以及每次采样后对输入电压的调整更新之后，实际电流I
F
将逐渐趋近并等于控制电流I
R
，实现对偏差值的消除。
[0003]针对上述中的相关技术，专利技术人发现该技术中至少存在如下问题：由PI运算公式可知，K
P
和K
i
会影响每次PI运算的结果，进而影响通过PI运算获取控制电压U
R
的时长，当控制系统使用上述K
P
和K
i
值对不同系列的2相步进电机进行调试时，虽然最终可以计算得出控制电压，但是获得控制电压U
R
所耗费的时长不一，导致步进电机控制系统对不同步进电机的控制效果优劣不一。

技术实现思路

[0004]为了为不同步进电机匹配最优的K
P
和K
i
，从而优化控制系统对不同步进电机的控制效果，本申请提供一种2相步进电机控制参数的优化方法。
[0005]第一方面，本申请提供的一种2相步进电机控制参数的优化方法，采用如下的技术方案：
一种2相步进电机控制参数的优化方法，包括如下步骤：接收用户通过智能终端发出的参数调优指令，基于预设的输入电压U
M
控制步进电机运行，每隔预设时长T，控制预设的采样设备对步进电机的实际电流I
F
进行采样，接收并保存每次采样所得的所述实际电流I
F
；每当接收到采样所得的实际电流I
F
时，基于当前采样所得的实际电流I
F
以及预设的控制电流I
R
，基于预存储的K
P
和K
i
，通过PI运算更新输入电压U
M
，并基于更新后的输入电压U
M
控制步进电机运行；当采样设备对实际电流I
F
的采样次数到达预设采样次数n时，停止采样，将所有实际电流I
F
中的最大值确定为最大实际电流值I
FMAX
，将所有实际电流I
F
中的众数确定为电流稳态值I
FV
，将I
FMAX
分别与X*I
R
、Y*I
R
进行比对，其中X、Y均为预设常数，且1≤X<Y；若I
FMAX
<X*I
R
，则将预设的K
P
更新为K
P
+
△
K
P
；若I
FMAX
>Y*I
R
，则将预设的K
P
更新为K
P
‑△
K
P
；基于更新后的K
P
、以及预设的输入电压U
M
，重复上述对步进电机的实际电流I
F
进行n次采样、通过PI运算获得最大实际电流值I
FMAX
以及电流稳态值I
FV
、将I
FMAX
分别与X*I
R
、Y*I
R
进行比对的操作；其中
△
K
P
为大于0的常数；若X*I
R
≤I
FMAX
≤Y*I
R
，则确定所述K
P
达到最优值，则将电流稳态值I
FV
与Z*I
R
、W*I
R
进行比对，其中Z和W均为大于0的预设常数，且Z<W；若I
FV
<Z*I
R
，则将预设的K
i
更新为K
i
+
△
K
i
，若I
FV
>W*I
R
，则将预设的K
i
更新为K
i
‑△
K
i
；基于更新后的K
i
、已经达到最优值的K
P
以及预设的输入电压U
M
，重复上述对步进电机的实际电流I
F
进行n次采样、通过PI运算获得最大实际电流值I
FMAX
以及电流稳态值I
FV
、将I
FMAX
分别与X*I
R
、Y*I
R
进行比对的操作；其中
△
K
i
为大于0的常数；若Z*I
R
≤I
FV
≤W*I
R
，则确定所述K
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2相步进电机控制参数的优化方法，其特征在于：包括如下步骤：接收用户通过智能终端发出的参数调优指令，基于预设的输入电压U
M
控制步进电机运行，每隔预设时长T，控制预设的采样设备对步进电机的实际电流I
F
进行采样，接收并保存每次采样所得的所述实际电流I
F
；每当接收到采样所得的实际电流I
F
时，基于当前采样所得的实际电流I
F
以及预设的控制电流I
R
，基于预存储的K
P
和K
i
，通过PI运算更新输入电压U
M
，并基于更新后的输入电压U
M
控制步进电机运行；当采样设备对实际电流I
F
的采样次数到达预设采样次数n时，停止采样，将所有实际电流I
F
中的最大值确定为最大实际电流值I
FMAX
，将所有实际电流I
F
中的众数确定为电流稳态值I
FV
，将I
FMAX
分别与X *I
R
、Y*I
R
进行比对，其中X、Y均为预设常数，且1≤X<Y；若I
FMAX
< X *I
R
，则将预设的K
P
更新为K
P
+
△
K
P
；若I
FMAX
>Y*I
R
，则将预设的K
P
更新为K
P
‑△
K
P
；基于更新后的K
P
、以及预设的输入电压U
M
，重复上述对步进电机的实际电流I
F
进行n次采样、通过PI运算获得最大实际电流值I
FMAX
以及电流稳态值I
FV
、将I
FMAX
分别与X *I
R
、Y*I
R
进行比对的操作；其中
△
K
P
为大于0的常数；若X *I
R
≤I
FMAX
≤Y*I
R
，则确定所述K
P
达到最优值，则将电流稳态值I
FV
与Z* I
R
、W* I
R
进行比对，其中Z和W均为大于0的预设常数，且Z< W；若I
FV
<Z* I
R
，则将预设的K
i
更新为K
i
+
△
K
i
，若I
FV
> W * I
R
，则将预设的K
i
更新为K
i
‑△
K
i
；基于更新后的K
i
、已经达到最优值的K
P
以及预设的输入电压U
M
，重复上述对步进电机的实际电流I
F
进行n次采样、通过PI运算获得最大实际电流值I
FMAX
以及电流稳态值I
FV
、将I
FMAX
分别与X *I
R
、Y*I
R
进行比对的操作；其中
△
K
i
为大于0的常数；若Z* I
R
≤I
FV
≤W * I
R
，则确定所述K
i
达到最优值；若K
P
和K
i
均达到最优值，则显示完成调优的信息，以使得用户得知已经完成参数调优。2.根据权利要求1所述的2相步进电机控制参数的优化方法，其特征在于：所述方法还包括：若所述K
P
> K
PMAX
，则将所述K
P
更新为K
PMAX
，若所述K
P
< K
PMIN
，则将所述K
P
更新为K
PMIN
；其中K
PMAX 、K
PMIN
为预设常数；若所述K
i
>K
iMAX
，则将所述K
i
更新为K
iMAX
，若所述K
i
小于K
iMIN
，则将所述K
i
更新为K
iMIN
；其中K
iMAX
、K
iMIN
为预设常数；所述若X *I
R
≤I
FMAX
≤Y*I
R
，则确定所述K
P
达到最优值，包括：若X *I
R
≤I
FMAX
≤Y*I
R
或K
P
=K
PMAX
或K
P
= K
PMIN
，则确定所述K
P
达到最优值；所述若Z* I
R
≤I
FV
≤W * I
R
，则确定所述K
i
达到最优值，包括：若Z* I
R
≤I
FV
≤W * I
R
或K
i
=K
iMAX
或K
i
=K
iMIN
，则确定所述K
i
达到最优值。3.根据权利要求1所述的2相步进电机控制参数的优化方法，其特征在于：所述方法还包括：在每次控制预设的采样设备采集实际电流I
F
的同时开始计时，直至根据当前采样所得的实际电流I
F
以及PI运算完成对输入电压U
M
的更新时停止计时，将计时时长确定为修正时长T
n
，基于所述修正时长T
n
以及当前采样次数n更新预设的采样周期表，所述采样周期表用于存储采样次数n与修正时长T
n
的对应关系；所述每隔预设时长T，控制预设的采样设备对步进电机的实际电流I
F
进行采样，接收并
保存每次采样所得的所述实际电流I
F
；包括：当K
i
=0时，每隔预设时长T，控制预设的采样设备对步进电机的实际电流I
F
进行采样，接收并保存每次采样所得的所述实际电流I
F
；当K
i
≠0时，根据采样次数n与修正时长T
n
的对应关系，每隔预设时长T
n
，控制预设的采样设备对步进电机的实际电流I
F
进行采样，接收并保存每次采样所得的所述实际电流I
F
。4.根据权利要求1所述的2相步进电机控制参数的优化方法，其特征在于：所述当采样设备对实际电流I
F
的采样次数到达预设采样次数n时，停止采样，包括：若存在目标采样次数小于预设采样次数n，且所述目标采样次数及其前m次采样所对应的实际电流I

【专利技术属性】
技术研发人员：廖永忠，李俊威，
申请(专利权)人：深圳市诺科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：