专利名称：一种步进电机电流的控制方法
技术领域：
本发明属于运动控制领域，尤其是一种步进电机电流的控制方法。
背景技术：
步进电机以其低廉的成本、简单灵活控制方式等优点，在各行各业中被广泛应用，尤其在运动控制邻域。为了使步进电机运行状态更加平稳，软件细分是当前重要而有效的手段之一。传统的软件细分方式，只能通过对电机细分曲线频率的改变，实现对电机速度的调节功能。但是，对电机电流很难做到较宽范围有效调节，例如，在一些变速云台控制应用中，当硬件驱动电路搭建完成后进行软件细分时，需要在较宽速度范围内对电机进行无极调速，如果细分曲线幅值太小，可能会出现步进电机高速运行时转矩不足，从而导致抖动或失步；如果细分曲线幅值过大，则可能会出现低速时电机过流，致使电机或者驱动芯片过热，上述情况严重地影响了电机使用寿命及系统稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种步进电机电流的控制方法，解决了电机或其驱动电路发热、力矩不足等问题。本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的一种步进电机电流的控制方法，包括以下步骤(I)从速度采集端口获取更新的速度值，判断速度值的有效性；(2)根据有效速度值生成新的驱动电流细分表；(3)按照新的驱动电流细分表驱动电机。而且，所述步骤(2)新的驱动电流细分表是根据频率特征和幅值特征生成的。而且，所述根据频率特征和幅值特征生成驱动电流细分表所采用的数学模型为DIV(ω , t) = A(co)D(co，t)其中，D(co，t)为一幅值为I关于参变量t的周期函数,O彡 (ω ,t)彡I ;Α(ω)为电机细分曲线的幅值。本发明的优点和积极效果是本发明采用可随速度改变的频率、幅值特征更新电流细分曲线，克服了以往电机细分控制中使用单一特征细分曲线的不足，方便地实现了步进电机电流控制，可较容易地实时更新云台的电流曲线，满足了较宽速度范围内的无极变速要求，较好地解决了步进电机或其驱动芯片低速发热或高速时力矩不足问题。同时，还可以根据电机的输出特性构造恒流电机驱动，以做到用软件方式实现闭环控制功能。具有适应性强、成本低、操作方便等特点，
图I本发明的处理流程图2本发明的电机细分曲线示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。一种步进电机电流的控制方法，如图I所示，包括以下步骤步骤1(S01 S02):从速度采集端口获取一个新的速度值，判定该速度值是否在有效调节范围内如果是，则执行步骤2(S03);如果不是则执行S06，判断速度值是否为零是则停机，否则重新循环；步骤2(S03):根据有效速度值生成新的驱动电流细分表；步骤3(S04):由电机驱动电路按照新的驱动电流细分表驱动电机工作；
步骤4(S05):判断一个细分周期是否执行完成？如果是，则返回步骤I循环执行步骤I至步骤4，如果不是，则返回步骤3继续按照当前的驱动电流细分表执行，其幅值不变。其中，步骤2更新驱动细分曲线的方法是根据获取的速度值，进行相应的细分曲线频率及幅值调节。I、细分曲线的频率调节设所选用的步进电机的步距角为Θ step，细分曲线频率为f，则由步进电机的速度计算公式有 / = ^ (1)即电流细分曲线频率按公式(I)所示的速度变化来调节。2、细分曲线的幅值调节细分曲线的幅值在一定程度可反映步进电机相电流的大小，因此，调节幅值主要是起到电机相电流的调节作用。幅值的调节，比较灵活，可根据不同的需求或者是应用环境做不同调节，例如，根据电机自身感应电动势调节在低速状态下，电机自身的感应电动势较小,此时就可为细分表预设较小的幅值；在高速状态下，电机自身的感应电动势较大，此时我们就可以为细分表预设较大幅值。根据感应电动势，幅值调节的因式表达式是
A2 ωι<ω<Φ2iI = ^ A Φ < Φ <Φ2
An Φ <Φ < Φ 臟(2 )其中，An彡· · . ^ A3 ^ A2 ^ A1 ^ O, k、b是满足条件kco+b < N的任意正实数。综上所述，驱动细分表的数学模型为 ν(ω , t) = Α(ω) (ω , t)(3)其中D(co，t)为一幅值为I关于参变量t的周期函数,即有O彡 (ω ,t)彡1，通过改变ω值，可以改变D(co，t)的周期；Α(ω)为电机细分曲线的幅值表达式，通过改变ω值,可以改变Α(ω)的值大小，且有Α(ω)彡O恒成立。周期函数D(co，t) 一般可选用正弦曲线，其表达式为
D (ω , t) = sin (2 π ft)(4)将公式⑴、(4)代入公式(3)中，得到
权利要求
1.一种步进电机电流的控制方法，其特征在于包括以下步骤 (1)从速度采集端口获取更新的速度值，判断速度值的有效性； (2)根据有效速度值生成新的驱动电流细分表； (3)按照新的驱动电流细分表驱动电机。
2.根据权利要求I所述的一种步进电机电流的控制方法，其特征在于所述步骤(2)新的驱动电流细分表是根据频率特征和幅值特征生成的。
3.根据权利要求2所述的一种步进电机电流的控制方法，其特征在于所述根据频率特征和幅值特征生成驱动电流细分表所采用的数学模型为 DIV (ω , t) = Α(ω) (ω, t) 其中，D(co，t)为一幅值为I关于参变量t的周期函数,O彡|D(co，t) I彡I ;Α(ω)为电机细分曲线的幅值。
全文摘要
本发明涉及一种步进电机电流的控制方法，其主要技术特点是包括以下步骤(1)从速度采集端口获取更新的速度值，判断速度值的有效性；(2)根据有效速度值生成新的驱动电流细分表；(3)按照新的驱动电流细分表驱动电机。本发明设计合理，其采用可随速度改变的频率、幅值特征更新电流细分表，克服了以往电机细分控制中使用单一特征细分曲线的不足，方便地实现了步进电机电流控制，满足了较宽速度范围内的无极变速要求，较好地解决了步进电机或其驱动芯片低速发热或高速时力矩不足问题，具有适应性强、成本低、操作方便等特点。
文档编号H02P8/12GK102843083SQ20121034951
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者叶晨, 刘重斌 申请人:天津市亚安科技股份有限公司