【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及步进电机，具体为一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法。
技术介绍
1、步进电机因其控制方式简单、成本低的特点，被广泛应用于3d打印机、医疗设备、工业自动化等领域。步进电机具有较好的开环控制性能，但随着产品精度要求的提高，对电机的控制精度要求也变得更高，传统的开环控制和细分控制技术难以满足要求。近年来步进电机矢量控制技术的研究受到了广泛的重视。采用矢量控制技术的闭环步进伺服需要实现电流、速度及位置的闭环控制，为实现步进伺服控制的电流闭环，通常的电流采样方法为低端三电阻、二电阻或相电流采样。用于步进电机矢量控制的电流采样系统提供了一种基于矢量控制技术的单电阻电流采样方法，可以降低成本、减少布板面积和提高采样电路的一致性。
2、常见的步进电机控制方式为细分控制，其定位精度较低，且电流无法随着负载动态变化，会导致电机发热严重，也存在失步风险。细分控制的思想是将步进电机的一个步距角拆分为多步，将一个步距角分成几次转动完成，使得每一次脉冲的转动角度减少。一般对细分控制采用正弦的电流波形，通过细分驱动，将得到阶梯状的正弦电流波形，细分数越大，电流变化越平滑，电流也越接近正弦波。
3、通过将用于永磁同步电机(pmsm)的矢量控制原理应用于步进电机，根据磁场定向原理控制步进电机的励磁电流和转矩电流，分别控制两个分量之间的幅值和相位，从而达到控制步进电机转矩的目的，矢量控制直接生成的是相位相差120度的三相正弦波。因此，矢量控制具有更小的转矩波动，速度震荡更小，位置控制精度也更高。
4、以上两种方
5、现有步进电机的细分控制技术转矩脉动较大，电机发热严重，结构复杂，成本较高，需要较大的布板面积，同时多个采样电阻及其测量电路如运放的零漂不一致会造成采样的三相不一致而产生采样误差。所以需要一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法。本专利技术基于矢量控制的步进伺服电机的单电阻电流采样方法可以减少转矩脉动，提高步进电机的响应速度，增加电能利用率，通过单电阻电流采样技术，也有效的降低了成本、减少布板面积和提高了采样电路的一致性。通过本方法在提高步进电机控制性能的同时降低了成本。
2、本专利技术是这样实现的：
3、本专利技术提供一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法，包括电流采样控制电路，所述控制电路由6个mosfet组成，其中步进电机的a+相作为三相电机a相，a-和b-相连作为b相，b+相作为c相，下桥臂3个mosfet相连并通过采样电阻连接到电源负端，udc为直流母线电压；
4、具体按下步骤执行：
5、s1:通过速度环获取电流参考值和电角度值，同时通过采样单电阻上的电压转换成电流值并根据当前采样时间点重构三相实际电流值，进行电流环控制；
6、电流环控制具体按以下步骤执行：
7、s1.1:将重构的静止三相电流转换到静止两相电流,具体通过clark变换后，再将静止两相电流转换到旋转两相电流，具体通过park变换；
8、s1.2:将旋转两相电流通过pi比例积分控制器计算获得旋转两相电压，经过磁链圆限幅后由反park变换将旋转两相电压转换到旋转三相电压，该电压值经过计算转化成svpwm脉冲输出，控制6个mosfet上下桥臂的开关状态；
9、s1.3:通过设置采样时刻，为下个周期进行相电流进行准备。
10、s2:在非零矢量时刻进行单电阻采样时序；单电阻采样时序的第一采样点在三相桥中间脉宽pwm_mid下降沿与最小脉宽pwm_min下降沿之间，第二采样点位于三相桥中间脉宽pwm_mid下降沿与最大脉宽pwm_max下降沿之间。
11、s3:以中间脉宽pwm_mid所在的相为基准，保证占空比不变，将相位左右移动即pwm_min向前移，pwm_max向后移，进行单电阻采样移相处理；
12、s4:根据svpwm控制算法进行电流重构；
13、s5:进行电流估算，具体按以下步骤执行；
14、s5.1:基于上个控制周期内的相电流和本周期的电角度通过静止三相电流到静止两相电流的clark变换、静止两相电流到旋转两相电流的park变换后；
15、s5.2:再由旋转两相到静止两相的反park变换，获取本控制周期内的相电流。具体的基尔霍夫电流定律，获取了两相电流，第三相电流由三相电流之和为零计算得到。
16、进一步，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被主控制器执行时实现如上述中的任一项所述的方法。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
18、1.基于矢量控制的步进伺服电机的单电阻电流采样方法可以减少转矩脉动，提高步进电机的响应速度，增加电能利用率，通过单电阻电流采样技术，也有效的降低了成本、减少布板面积和提高了采样电路的一致性。通过本方法在提高步进电机控制性能的同时也能降低成本。
19、2.只采用一个采样电阻及一个运放即可实现三相电流的采样，成本低；不用功率模块每相单独接地，而是共同接地；检测全部三相电流时使用的电路相同，对全部测量，增益和偏移都将是相同的，不需要校准每相的放大电路或在软件中进行补偿。
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1.一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法，其特征在于：包括电流采样控制电路，所述控制电路由6个MOSFET组成，其中步进电机的A+相作为三相电机A相，A-和B-相连作为B相，B+相作为C相，下桥臂3个MOSFET相连并通过采样电阻连接到电源负端；
2.根据权利要求1所述的一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法，其特征在于，在步骤S1中，电流环控制具体按以下步骤执行：
3.根据权利要求1所述的一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法，其特征在于：在步骤S2中，单电阻采样时序的第一采样点在三相桥中间脉宽PWM_mid下降沿与最小脉宽PWM_min下降沿之间，第二采样点位于三相桥中间脉宽PWM_mid下降沿与最大脉宽PWM_max下降沿之间。
4.根据权利要求1所述的一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法，其特征在于，在步骤S5中，具体按以下步骤执行；
5.根据权利要求4所述的一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法，其特征在于，在步骤S5.2中，基尔霍夫电流定律，获取了两相电流，第三相电流由三相电流之和为零计算得到。
6.一种
...【技术特征摘要】
1.一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法，其特征在于：包括电流采样控制电路，所述控制电路由6个mosfet组成，其中步进电机的a+相作为三相电机a相，a-和b-相连作为b相，b+相作为c相，下桥臂3个mosfet相连并通过采样电阻连接到电源负端；
2.根据权利要求1所述的一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法，其特征在于，在步骤s1中，电流环控制具体按以下步骤执行：
3.根据权利要求1所述的一种用于步进电机矢量控制的电流采样方法，其特征在于：在步骤s2中，单电阻采样时序的第一采样点在三相桥中间脉宽pwm_mid下降沿与最小脉宽pwm...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：北京立迈胜控制技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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