载力矩不平衡时出现丢步的问题。
[0065]下面结合附图和实施例对本发明一种步进电机的启停控制方法和系统进行进一步详细的说明。
[0066]图1所示，为一实施例的步进电机的启停控制方法流程图。
[0067]参考图1，在一个实施例中，一种步进电机的启停控制方法，用于对带负载的步进电机进行控制，包括如下步骤:
[0068]步骤SllO:选择与负载匹配的数学模型并设置系数。
[0069]根据负载匹配相应的数学模型的步骤为针对步进电机负载的特性选择匹配的数学模型。其中负载的特性，包括负载的重量、类别等。负载的特性不同，步进电机可能需要使用不同数学模型，以缩短步进电机响应时间、提高步进电机的运行速度和稳定程度。步进电机所带负载的类型复杂，针对负载的特征匹配相应的数学模型也满足了步进电机运动的复杂的负载要求，使步进电机的应用范围更广。在选择匹配的数学模型同时，为上述数学模型设置系数。
[0070]在本实施例中，可通过检测并监控步进电机的工作参数完成数学模型的匹配，其中步进电机的工作参数包括步进电机工作时的噪声大小、运动稳定性、响应时间、是否产生低频振动或是否丢步等。在步进电机运行时，检测并监控步进电机的工作参数，当检测的工作参数满足要求时，为步进电机匹配并选择当前的数学模型。具体的，上述工作参数的要求可以为检测的工作参数在参数阈值范围内，或者没有低频振动产生，没有丢步产生等。在其他的实施例中，上述工作参数的要求并不限于上述要求，可以根据对步进电机功能的要求具体进行设定。
[0071]具体的，可以通过工作参数监控机监控并检测步进电机的各个工作参数，上述工作参数的类型和相应的参数阈值可根据要求进行自由设定。在另一实施例中，也可以人工选择步进电机的数学模型。
[0072]在其他实施例中，可以对完成匹配的负载及相应的数学模型进行存储，还可针对同一类型的负载设定同一类型的数学模型，在使用步进电机驱动上述匹配过的负载，或者驱动同一类型的负载时，直接为步进电机选择相应类型的数学模型。
[0073]步骤S130:接收用于控制步进电机运行的控制参数。
[0074]上述控制参数包括运行的总步数、最高速度、最低速度、方向、力矩保持信号和预设电流。上述总步数表示设定步进电机需要运行的总步数，最低速度表示步进电机加速时的起始速度，最高速度表示步进电机加速时的最高速度，即匀速运动阶段的速度，减速阶段的起始速度为上述最高速度，终止速度为上述最低速度。方向表示设定步进电机运行的方向，包括步进电机正转和反转。力矩保持信号为步进电机运动终止后是否保持终止状态的指令信号，预设电流为步进电机的每个工作状态下的预设电流的集合。在其他实施例中，上述控制参数还可根据需要设置其他指令。
[0075]步骤S150:根据数学模型和控制参数计算步进电机的运动轨迹的特性参数。
[0076]根据数学模型生成相应的速度曲线，结合速度曲线与控制参数计算步进电机的运动轨迹的特性参数。其中步进电机的运动轨迹的特性参数包括步进电机加速阶段、减速阶段的起始速度、终止速度和细分方式，步进电机匀速阶段的步数和步进电机速度变化的每个阶段的运动时间。
[0077]步骤S170:根据运动轨迹的特性参数生成驱动控制信号。
[0078]根据步进电机的驱动芯片的类型，将运动轨迹转换为相应类型的驱动控制信号。
[0079]步骤S190:根据驱动控制信号控制步进电机。
[0080]本实施例中，通过针对不同的负载匹配相应的数学模型，满足了步进电机复杂的负载要求，提高了步进电机的工作效率，使步进电机的应用范围更广泛。
[0081]图2所示，为另一实施例的步进电机的启停控制方法流程图。
[0082]参考图2，在另一实施例中，一种步进电机的启停控制方法包括如下步骤:
[0083]步骤S201:运行步进电机。
[0084]运行步进电机的步骤包括通过步进电机的启停控制系统为步进电机选择数学模型，或者通过人工选择数学模型并启动步进电机。上述数学模型可以是随机选择也可以是人工设定。
[0085]步骤S202:监控步进电机运行时的工作参数。
[0086]通过工作参数监控机监控步进电机运行时的工作参数，其中步进电机运行时的工作参数包括步进电机工作时的噪声大小、运动稳定性、响应时间、是否产生低频振动或是否午止雄丢少寸ο
[0087]步骤S203:判断工作参数是否在第一预设参数阈值内，如果否，则替换当前数学模型并设置替换后的数学模型的系数，继续执行步骤S202，如果是则执行步骤S204。
[0088]上述第一预设参数阈值为步进电机带负载运行时的基本要求，即根据负载为步进电机匹配数学模型的要求，比如步进电机不会产生丢步，响应时间不会太长，没有明显的噪声等基础要求。在不同的实施例中，上述第一预设参数阈值可以根据不同的要求进行设定。
[0089]步骤S204:将当前状态下的数学模型与负载进行匹配并设置数学模型的系数。
[0090]数学模型不同，步进电机在加速阶段和减速阶段的速度和时间各有不同。因此，在使用步进电机进行传送时，需要针对负载的类型设定不同的数学模型。比如，负载重量较大且摩擦系数较小时，应使用加速或者减速较为平稳的数学模型，而不宜使用加速或者减速太快的数学模型，会造成步进电机力矩和负载力矩不平衡出现丢步的问题。而在负载重量较大且摩擦系数较大时可以使用加速或者减速较快的数学模型，可以提高步进电机的响应时间，提高步进电机的工作效率。可以理解，上述例举是为了说明本实施例而不是对本实施例中负载与数学模型之间的匹配进行限定。
[0091]根据负载特征和步进电机的工作需求，比如对步进电机响应时间、运行速度和稳定程度的需求匹配相应的数学模型，在选择与负载匹配的数学模型的同时，为上述数学模型设定系数。
[0092]具体的上述数学模型包括二次项、指数、线性数学模型等。在不同的实施例中，步进电机加速阶段和减速阶段的数学模型也可以分别设置，那么相应的上述数学模型为复合数学模型，可根据步进电机在加速阶段和减速阶段的不同需要，分别设置相应的数学模型。
[0093]步骤S205:根据数学模型生成相应的速度曲线。
[0094]步进电机从启动到停止，包括加速、匀速和减速三个阶段，其中，速度曲线为包括步进电机加速和减速阶段的速度变化的曲线。
[0095]具体的,上述速度曲线包括:二次项速度曲线:y = ax2+bx+c,其中，a, b, c为输入的参数；线性速度曲线:y = ax+b,其中，a, b为输入的参数；指数速度曲线:y = aebx+b其中，a，b为输入的参数。匹配的数学模型不同，需要分别设置匹配的数学模型的系数。
[0096]图3所示，为线性速度曲线的示意图，包括步进电机加速和减速阶段速度变化的曲线。参考图3，根据线性曲线的数学模型生成相应的线性速度曲线。
[0097]步骤S206:将速度曲线离散化成不同的速度台阶。
[0098]图4所示，为线性速度曲线离散化示意图。参考图4，将线性速度曲线离散成η阶的速度台阶。其中，η为自然数。将速度曲线离散化成η阶的速度台阶，表示将原速度曲线分成η部分进行处理，其中每一个速度台阶又会继续进行细分，上述细分表示将每一速度台阶以某一具体的完成方式去完成，每一个台阶的完成方式即细分方式可以相同也可以不同，可以根据需要对每个速度台阶的细分方式分别进行设定。比如针对步进电机的加速时的起步阶段的速度台阶，可以设定较多的步数去完成上述速度台阶，这样步进电机加速时会更加平稳。
[0099]具体的，上述细分方式可为，其中某一个台阶以m步完成，其中m为自然数。
[0100]步骤S207:接收用于控制步进电机运行的控制参数。其中，控制参数为运行的总步数、最高速度、最低速度、方向、力矩保持信号和预设电流。其中，上述总步数表示设定步进电机需要运行的总步数，最低速度表不步进电机加速时的起始速度，最闻速度表不步进电机加速时的最高速度，即匀速运动阶段的速度。因为步进电机使用同一数学模型进行加速和减速，那么对应的最高速度表示减速阶段的起始速度，最低速度表示减速阶段的终止速度。方向表示设定步进电机运行的方向，包括步进电机正转和反转。力矩保持信号为步进电机运动终止后是否保持终止状态的指令信号，预设电流为步进电机的每个工作状态下的预设电流的集合。在其他实施例中，上述控制参数还可根据需要设置其他指令参数。
[0101]步骤S208:根据速度台阶和控制参数计算步进电机的运动轨迹的特性参数。
[0102]将控制参数与速度台阶相结合为将上述速度台阶的数据具体化，包括具体化台阶数、每一台阶下的步数，最