[发明专利]一种步进电机步距角补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于步进电机驱动电路技术领域，涉及一种步进电机步距角补偿方法。

背景技术

无论是哪种类型的步进电机细分驱动器，为了达到细分目的，都要使最终输出电流按一定规律变化，这一规律就是“细分函数”，但由于步进电机齿槽情况、铁芯材料、边界条件等因素的存在会导致气隙磁场偏离预期情况，而且，由于电机轴承等固定、安装、联接的部件而存在一定的摩擦力矩，电机的失调角随之变化，造成微步距角并不均匀，从而需要对绕组电流值进行优化，设计优化模型，对细分函数进行补偿，否则在开环控制时，微步距角的不均匀性将极大地降低开环系统的线性定位精度。

在本发明以前的现有技术中，由于控制方式不够灵活，在硬件上很难对细分函数进行补偿，因此多篇文献当中只提到需要对细分函数进行补偿，但目前还没有具体高精度补偿能够达到本发明所能达到的接近无限细分的方法的问世。

发明内容

针对发明上述现有技术状况，本发明的目的在于，提供一种步进电机步距角补偿方法，使步进电机可以达到接近无限细分的功能，对步进电机步距角进行微步调整，可以使步进电机的步距角更均匀。

本发明一种步进电机步距角补偿方法，其特征在于：设定细分驱动器的细分数和步距角；用精度比步进电机步距角高一个数量级的测量系统测量步距角变化；根据测量结果建立步距角误差模型，微步调整补偿步距角误差，精确控制步进电机转动位置；具体步骤如下：

步骤1：设定细分驱动器的细分数和步距角

微少；

式中：α-步距角；

N-细分数N；

χ-齿距角，与使用的步进电机有关；

步骤2：用精度比步进电机步距角高一个数量级的测量系统测量位置误差δ_n：

步骤3：根据测量结果建立步距角误差误差模型δ(n)；对应第n步，设实际位置与理想位置的误差为δ(n)，则δ(n)可由测量列δ₀、δ₁、δ₂、...、δ_n-1通过傅里叶逼近得到，即：

δ(n)=Σk=0n2ckeink]]>

ck=1n1Σn=0n1-1δne-ink2πn1]]>(k＝0，1，...，n₂-1)(1)

式中：n₂为傅里叶级数保留项，根据步进电机步距角周期性变化规律，一般取值为4，超高精度补偿时可取值到6；通过离散周期数据点的傅里叶逼近得到；

步骤4：建立实际转动位置数学模型p(n)；

p(n)＝nα+δ(n)    (2)

步骤5：计算转动到第m步位置时，实际步距角，即求解方程nα+δ(n)＝mα的根n₀；

步骤6：计算微步调整量p：