[发明专利]移动目标对象的控制方法及控制系统、移动定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制电机技术领域，特别涉及移动目标对象的控制方法及控制系统、移动定位系统。

背景技术

随着控制电机技术的发展，尤其是直流无刷马达和步进马达等高精度控制马达的性能不断提高以及如光栅技术等移动定位标尺技术的不断成熟，由高精度马达驱动的各种移位系统的高精度移动定位控制成为可能。

一般在以马达带动的移动系统中，都是通过马达转动带动目标对象的移动，但是由于移动系统需求设计的不同，马达转动一周实际带动目标对象移动的距离存在较大差异。以步进马达为例，步进马达是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，该步进驱动器就驱动马达按照设定的方向转动一个固定角度（即步进角），通过控制脉冲信号个数来控制角偏移量，进而还可以通过控制脉冲信号频率来控制马达转动的速度和加速度。

假设在移动系统中，马达转动一周带动目标对象移动距离为N，步进马达的分割数为M，即发送M次脉冲（驱动M次马达）控制马达转动一周，那么如果需要控制目标对象移动长度为L的距离，则需要发送的脉冲数为：L×M/N。如果需要将目标对象的移动速度设置为V，则需要发送的脉冲频率为：V×M/N，周期为：N/（V×M）。

在实际的移动系统中，要求目标对象以较快的移动速度移动到指定的距离，但是为了提高马达转动精度及使用寿命，在该目标对象移动时往往需要先加速到指定速度，再以该指定速度做匀速运动，最后再减速到零以移动到指定位置。在实际应用中，通常移动系统需要在移动前需要分别计算出控制目标对象加速移动的距离和时间、匀速移动的距离和时间以及减速移动的距离和时间。但是由于在硬件上及软件上微小误差的积累，导致马达带动目标对象移动定位很难达到实际的要求。现有技术中，移动系统的控制系统可以采用开环设计，也可以采用闭环设计。众所周知，开环设计是指控制系统不将控制的结果反馈回来影响当前的控制系统，相对应地，闭环设计是指控制系统可以将控制的结果反馈回来与基准值比较，进而根据两者间的误差调整控制系统的控制作用。

但是在实践中发现，开环设计由于没有反馈实际位置，因此控制系统很难控制目标对象在三个运动阶段中都准确地移动到指定位置，实际移动定位误差较大。而在闭环设计中，对目标对象的移动控制难以按照理想的移动方式定向移动，在移动过程中可能会导致脉冲周期不稳定，甚至出现反向脉冲，从而损坏马达，减少马达的使用寿命。

更多关于通过马达带动的移动系统的技术方案可以参考公开号为CN1592083A、发明名称为“马达驱动方法,马达驱动控制装置及图像形成装置”的中国专利申请文件。

发明内容

本发明解决的问题是在以马达带动的移动系统中，精确控制目标对象按照理想的运动方式定向移动，并且在移动过程中对目标对象准确定位。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种移动目标对象的控制方法，包括：获取所述目标对象移动到目标位置的各个运动阶段的基准移动距离、基准移动时间和结束时间；根据当前时间确定所述目标对象所处的当前运动阶段；基于所述目标对象的当前位置，获得所述目标对象在所述当前运动阶段内的实际移动距离是否超出所述当前运动阶段的基准移动距离的判断结果；若所述当前时间为所述当前运动阶段的结束时间且所述判断结果为否，则将所述当前运动阶段的基准移动时间增加一个控制时间周期以调整所述当前运动阶段的基准移动时间，将所述当前运动阶段及其后运动阶段的结束时间各增加一个控制时间周期以调整所述当前运动阶段及其后运动阶段的结束时间，所述控制时间周期为获取当前时间的时间周期；若所述当前时间早于所述当前运动阶段的结束时间且所述判断结果为是，则基于所述当前时间调整所述当前运动阶段的基准移动时间以及所述当前运动阶段及其后运动阶段的结束时间；基于当前运动阶段的运动状态确定当前运动阶段的脉冲信号的周期或频率；发送所述脉冲信号至控制所述目标对象移动的传动装置。

可选地，各个所述运动阶段依次为加速运动阶段、匀速运动阶段以及减速运动阶段。

可选地，在所述目标对象处于加速运动阶段，基于所述当前时间调整所述当前运动阶段的基准移动时间以及所述当前运动阶段及其后运动阶段的结束时间包括：将所述加速运动阶段的基准移动时间调整为当前时间与所述加速运动阶段的起始时间之差；将所述加速运动阶段的结束时间调整为当前时间；将所述匀速运动阶段的结束时间调整为当前时间与匀速运动阶段的基准移动时间之和；将所述减速运动阶段的结束时间调整为当前时间、匀速运动阶段的基准移动时间和减速运动阶段的基准移动时间之和。