一种步进电机补偿方法及装置与流程

本发明涉及步进电机，尤其涉及一种步进电机补偿方法、装置。

背景技术：

1、步进电机的一大优点是其简单、低成本和易于使用操作。另外，步进电机的构造使其具有相对的高的保持力矩，这是许多应用的理想选择。步进电机是最常见的控制通过开环p/d(脉冲和方向)命令。当负载过大，运行时间过长，供电不稳定等情况时，会发生丢步、失步等不良情况，这些不良情况会大大影响系统工作精度，影响正常的生产和生活。

2、现有的步进电机补偿方法，虽也有通过光栅编码器实现闭环控制步进电机补偿，但大多数高精度闭环控制补偿的成本高、且对工作环境的要求高，操作困难；而成本较低的磁编码器闭环补偿则无法达到高精度的补偿要求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种步进电机补偿方法及装置，以解决现有步进电机补偿方法中无法在降低步进电机补偿成本的前提下实现高精度闭环补偿的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种步进电机补偿方法，包括：

3、根据外部指令开启补偿模式，检测步进电机的运动状态，并根据所述运动状态进入闭环补偿；

4、进入闭环补偿后，根据步进电机当前的运动信息计算补偿信息；并根据所述补偿信息和补偿规则对步进电机进行多次补偿，直至所述补偿信息达到预设条件，停止补偿并退出闭环补偿模式。

5、本发明通过外部指令即可打开步进电机的补偿检测，无需在特定的而工作环境进行操作，操作简便，降低了补偿成本；且通过检测运动状态进入闭环补偿模式后，根据补偿信息和预设的补偿规则对步进电机进行多次补偿，使得步进电机达到更高的精度，保证了步进电机的精度；同时，基于步进电机的补偿信息退出闭环补偿，当步进电机精度达到预设值时，及时退出闭环控制，避免步进电机在补偿精度达到预设值时，重复进行无效补偿。

6、进一步地，所述进入闭环补偿后，根据步进电机当前的运动信息计算补偿信息；并根据所述补偿信息和补偿规则对步进电机进行多次补偿，直至所述补偿信息达到预设条件，停止补偿并退出闭环补偿模式，具体为：

7、进入闭环补偿后，获取步进电机当前的运动信息，根据所述运动信息计算补偿信息；所述补偿信息包括补偿值、补偿误差和补偿次数；

8、根据所述补偿信息和补偿规则控制步进电机进行多次补偿；在多次补偿过程中，每一次补偿完成后均对所述补偿信息进行更新；

9、若更新后的补偿误差或补偿次数达到预设条件时，停止补偿并退出闭环补偿模式。

10、本发明通过在闭环补偿中，根据步进电机的运动信息计算补偿信息，并根据补偿信息和预设的补偿规则控制步进电机实现多次补偿，使得步进电机在多次补偿后达到更高的精度，确保步进电机运动精确度。

11、进一步地，所述获取步进电机当前的运动信息，根据所述运动信息计算补偿信息，具体为：

12、通过位置传感器获取步进电机当前的运动位置，并根据所述运动位置获取运动信息；

13、根据所述运动信息结合补偿算法计算补偿误差，并根据所述补偿误差计算补偿值。

14、本发明通过位置传感器获取步进电机的运动位置，操作简便，对工作环境无过高要求；并且通过运动位置和补偿算法计算补偿值和补偿误差进行补偿，确保步进电机在每一次补偿后达到更高的精度。

15、进一步地，所述根据所述补偿信息和补偿规则控制步进电机进行多次补偿；在多次补偿过程中，每一次补偿完成后均对所述补偿信息进行更新，具体为：

16、每次开始补偿前，根据所述补偿值确认补偿方向，并根据所述补偿方向和预设步长控制步进电机运动；其中，所述补偿方向包括正向补偿和反向补偿；

17、获取步进电机运动后的第二运动信息，根据所述第二运动信息更新所述补偿信息。

18、本发明通过每次补偿前根据补偿值确认补偿的方向，通过多方向补偿使得步进电机在补偿时能够达到更高精度，同时根据预设步长控制步进电机进行运动补偿，使得步进电机的运动补偿更加精细；此外，在每一次补偿后，均对补偿信息进行更新以调节步进电机的精度。

19、进一步地，在所述根据外部指令开启补偿模式，检测步进电机的运动状态，并根据所述运动状态进入闭环补偿，还包括：

20、预设外部指令，所述外部指令包括补偿条件和补偿规则；

21、初始化所述外部指令，检测步进电机的控制状态；所述控制状态包括步进使能状态和步进去使能状态；

22、当所述控制状态为使能状态时控制步进电机进入补偿模式。

23、本发明通过预设的外部指令设置步进电机运动补偿的补偿条件和规则，通过指令形式简单地加载到控制器和配置即可打开或关闭补偿模式，操作简便，降低了补偿成本。

24、第二方面，本发明实施例还提供了一种步进电机补偿装置，包括：闭环控制模块和闭环补偿模块；

25、所述闭环控制模块，用于根据外部指令开启补偿模式，检测步进电机的运动状态，并根据所述运动状态进入闭环补偿；

26、所述闭环补偿模块，用于进入闭环补偿后，根据步进电机当前的运动信息计算补偿信息；并根据所述补偿信息和补偿规则对步进电机进行多次补偿，直至所述补偿信息达到预设条件，停止补偿并退出闭环补偿模式。

27、进一步地，所述闭环补偿模块，具体用于：

28、进入闭环补偿后，获取步进电机当前的运动信息，根据所述运动信息计算补偿信息；所述补偿信息包括补偿值、补偿误差和补偿次数；

29、根据所述补偿信息和补偿规则控制步进电机进行多次补偿；在多次补偿过程中，每一次补偿完成后均对所述补偿信息进行更新；

30、若更新后的补偿误差或补偿次数达到预设条件时，停止补偿并退出闭环补偿模式。

31、进一步地，所述闭环补偿模块，还用于：

32、通过位置传感器获取步进电机当前的运动位置，并根据所述运动位置获取运动信息；

33、根据所述运动信息结合补偿算法计算补偿误差，并根据所述补偿误差计算补偿值。

34、进一步地，所述闭环补偿模块，还用于：

35、每次开始补偿前，根据所述补偿值确认补偿方向，并根据所述补偿方向和预设步长控制步进电机运动；其中，所述补偿方向包括正向补偿和反向补偿；

36、获取步进电机运动后的第二运动信息，根据所述第二运动信息更新所述补偿信息。

37、进一步地，所述闭环控制模块，还用于：

38、预设外部指令，所述外部指令包括补偿条件和补偿规则；

39、初始化所述外部指令，检测步进电机的控制状态；所述控制状态包括步进使能状态和步进去使能状态；

40、当所述控制状态为使能状态时控制步进电机进入补偿模式。

技术特征：

1.一种步进电机补偿方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的步进电机补偿方法，其特征在于，所述进入闭环补偿后，根据步进电机当前的运动信息计算补偿信息；并根据所述补偿信息和补偿规则对步进电机进行多次补偿，直至所述补偿信息达到预设条件，停止补偿并退出闭环补偿模式，具体为：

3.如权利要求2所述的步进电机补偿方法，其特征在于，所述获取步进电机当前的运动信息，根据所述运动信息计算补偿信息，具体为：

4.如权利要求2所述的步进电机补偿方法，其特征在于，所述根据所述补偿信息和补偿规则控制步进电机进行多次补偿；在多次补偿过程中，每一次补偿完成后均对所述补偿信息进行更新，具体为：

5.如权利要求1所述的步进电机补偿方法，其特征在于，在所述根据外部指令开启补偿模式，检测步进电机的运动状态，并根据所述运动状态进入闭环补偿，还包括：

6.一种步进电机补偿装置，其特征在于，包括：闭环控制模块和闭环补偿模块；

7.如权利要求6所述的步进电机补偿装置，其特征在于，所述闭环补偿模块，具体用于：

8.如权利要求7所述的步进电机补偿装置，其特征在于，所述闭环补偿模块，还用于：

9.如权利要求7所述的步进电机补偿装置，其特征在于，所述闭环补偿模块，还用于：

10.如权利要求6所述的步进电机补偿装置，其特征在于，所述闭环控制模块，还用于：

技术总结
本发明公开了一种步进电机补偿方法及装置，包括：根据外部指令开启补偿模式，检测步进电机的运动状态，并根据所述运动状态进入闭环补偿；进入闭环补偿后，根据步进电机当前的运动信息计算补偿信息；并根据所述补偿信息和补偿规则对步进电机进行多次补偿，直至所述补偿信息达到预设条件，停止补偿并退出闭环补偿模式。本发明通过外部指令即可打开步进电机的补偿检测，无需在特定的而工作环境进行操作，操作简便，降低了补偿成本；根据补偿信息和预设的补偿规则对步进电机进行多次补偿，使得步进电机达到更高的精度，保证了步进电机的精度。

技术研发人员：刘苗,张国平,王光能
受保护的技术使用者：深圳市大族机器人有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13