專利名稱：一種步進(jìn)電機(jī)步距角補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種步進(jìn)電機(jī)步距角補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
無(wú)論是哪種類型的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，為了達(dá)到細(xì)分目的，都要使最終輸出電流按一定規(guī)律變化，這一規(guī)律就是“細(xì)分函數(shù)”，但由于步進(jìn)電機(jī)齒槽情況、鐵芯材料、邊界條件等因素的存在會(huì)導(dǎo)致氣隙磁場(chǎng)偏離預(yù)期情況，而且，由于電機(jī)軸承等固定、安裝、聯(lián)接的部件而存在一定的摩擦力矩，電機(jī)的失調(diào)角隨之變化，造成微步距角并不均勻，從而需要對(duì)繞組電流值進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)優(yōu)化模型，對(duì)細(xì)分函數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，否則在開(kāi)環(huán)控制時(shí)，微步距角的不均勻性將極大地降低開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的線性定位精度。在本發(fā)明以前的現(xiàn)有技術(shù)中，由于控制方式不夠靈活，在硬件上很難對(duì)細(xì)分函數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，因此多篇文獻(xiàn)當(dāng)中只提到需要對(duì)細(xì)分函數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，但目前還沒(méi)有具體高精度補(bǔ)償能夠達(dá)到本發(fā)明所能達(dá)到的接近無(wú)限細(xì)分的方法的問(wèn)世。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)發(fā)明上述現(xiàn)有技術(shù)狀況，本發(fā)明的目的在于，提供一種步進(jìn)電機(jī)步距角補(bǔ)償方法，使步進(jìn)電機(jī)可以達(dá)到接近無(wú)限細(xì)分的功能，對(duì)步進(jìn)電機(jī)步距角進(jìn)行微步調(diào)整，可以使步進(jìn)電機(jī)的步距角更均勻。本發(fā)明一種步進(jìn)電機(jī)步距角補(bǔ)償方法，其特征在于設(shè)定細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)和步距角；用精度比步進(jìn)電機(jī)步距角高一個(gè)數(shù)量級(jí)的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量步距角變化；根據(jù)測(cè)量結(jié)果建立步距角誤差模型，微步調(diào)整補(bǔ)償步距角誤差，精確控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置；具體步驟如下步驟1 設(shè)定細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)和步距角
已知所使用的步進(jìn)電機(jī)的齒距角為χ，設(shè)定的細(xì)分?jǐn)?shù)N，則每一微步對(duì)應(yīng)的微步距角1，
設(shè)定步距角α，(α>|并且是丟的整倍數(shù))，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角α實(shí)際上需要走^(guò) NN%
微少；式中α-步距角；N-細(xì)分?jǐn)?shù) N ；χ-齒距角，與使用的步進(jìn)電機(jī)有關(guān)；步驟2 用精度比步進(jìn)電機(jī)步距角高一個(gè)數(shù)量級(jí)的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量位置誤差δ η 步驟3 根據(jù)測(cè)量結(jié)果建立步距角誤差誤差模型δ (η)；對(duì)應(yīng)第η步，設(shè)實(shí)際位置
與理想位置的誤差為δ (η)，則δ (η)可由測(cè)量列δ。、δ^ δ2.....δ ^通過(guò)傅里葉逼近
得到，即
權(quán)利要求
1.一種步進(jìn)電機(jī)步距角補(bǔ)償方法，其特征在于設(shè)定細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)和步距角； 用精度比步進(jìn)電機(jī)步距角高一個(gè)數(shù)量級(jí)的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量步距角變化；根據(jù)測(cè)量結(jié)果建立步距角誤差模型，微步調(diào)整補(bǔ)償步距角誤差，精確控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置；具體步驟如下步驟1 設(shè)定細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)和步距角已知所使用的步進(jìn)電機(jī)的齒距角為X，設(shè)定的細(xì)分?jǐn)?shù)N，則每一微步對(duì)應(yīng)的微步距角 f，設(shè)定步距角α，(α>#并且是f的整倍數(shù))，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角α實(shí)際上需要走 α·Ν——微步；式中α-步距角； N-細(xì)分?jǐn)?shù)N;χ -齒距角，與使用的步進(jìn)電機(jī)有關(guān)；步驟2 用精度比步進(jìn)電機(jī)步距角高一個(gè)數(shù)量級(jí)的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量位置誤差δ η 步驟3 根據(jù)測(cè)量結(jié)果建立步距角誤差誤差模型δ (η)；對(duì)應(yīng)第η步，設(shè)實(shí)際位置與理想位置的誤差為S (η)，則δ (η)可由測(cè)量列δ。、δ” δ2.....Siri通過(guò)傅里葉逼近得到，即
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步進(jìn)電機(jī)步距角微步調(diào)整的補(bǔ)償方法，其特征在于步驟2中所述的用精度比步進(jìn)電機(jī)步距角高一個(gè)數(shù)量級(jí)的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量位置誤差δ η的具體步驟為步驟2. 1 架設(shè)測(cè)試儀器，系統(tǒng)通電；步驟2. 2 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)走一步；步驟2. 3 測(cè)量步進(jìn)電機(jī)的步距角；步驟2. 4 重復(fù)步驟2. 2、步驟2. 3直至步進(jìn)電機(jī)至少轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角； 步驟2. 5 得到步距角的變化規(guī)律；共得到Ii1組數(shù)據(jù)，由此可計(jì)算出第η步實(shí)際位置與理想位置η α的誤差δη。全文摘要
本發(fā)明涉及一種步進(jìn)電機(jī)步距角補(bǔ)償方法，其特征在于設(shè)定細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)和步距角；用精度比步進(jìn)電機(jī)步距角高一個(gè)數(shù)量級(jí)的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量步距角變化；根據(jù)測(cè)量結(jié)果建立步距角誤差模型，微步調(diào)整補(bǔ)償步距角誤差，精確控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置；本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，可使步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)連續(xù)變化、無(wú)限細(xì)分、無(wú)級(jí)調(diào)速、且步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分倍數(shù)可達(dá)17179869184倍，可對(duì)步進(jìn)電機(jī)的步距角進(jìn)行靈活補(bǔ)償且使步距角更加均勻，控制和驅(qū)動(dòng)方式更加靈活，通過(guò)補(bǔ)償前后實(shí)際測(cè)量結(jié)果表明，采用“微步調(diào)整虛擬補(bǔ)償”進(jìn)行步距角修正的效果非常顯著。
文檔編號(hào)H02P8/22GK102158161SQ20111004103
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者仲啟媛, 張志利, 譚立龍 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第二炮兵工程學(xué)院