[发明专利]一种步进电机控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制方法，尤其涉及一种步进电机控制方法。

背景技术

步进电机驱动方式主要有：（1）通过变换电路使加在电机绕组上的电压随运行频率的升高而升高，从而在升频升压域内保持电机输出转矩基本恒定的升频升压控制；（2）在步进电机的任何工作范围内，在电机绕组通电开始时采用高压通电保证电机快速响应然后再降低工作电压保证电机正常运行的高低压驱动控制；（3）无论步进电机处于低频、高频和锁定哪一种工作状态，都保证步进电机绕组电流恒定的恒流斩波驱动；（4）对步距角进行细分控制，采用在矢量空间上矢量角度的模相等的方法同时改变步进电机的两相电流，使电流在空间矢量上等幅运转的细分控制。

现有技术中，升频升压控制使步进电机的快速响应能力较差。高低压驱动控制因为要得到步进电机的快速响应所以使电机绕组中有较大的电流冲击使电机低频振动明显。恒流斩波驱动虽提高了电机供电电源的使用效率抑制了电机运行时的低频共振，但斩波造成的电磁干扰比较严重。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种步进电机控制方法，利用该方法可以在步进电机的1/2功率点时改变步进电机的转速和转动方向，从而完成了步进电机加减速和换向的低噪音、低振动的功能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种步进电机控制方法，其包括有初始化步骤、加减速步骤、复位步骤和摆动步骤，所述加减速步骤、复位步骤和摆动步骤中，当步进电机转速变化或者转动方向变化时调用一速度调整程序，所述速度调整程序包括在步进电机的1/2功率点时改变步进电机的转速和转动方向，所述1/2功率点位于步进电机A相驱动信号矢量角度和B相驱动信号矢量角度的45°角和225°角处。

优选地，所述初始化步骤包括上电复位和设定默认工作参数。

优选地，所述加减速步骤中，系统预设有10个档位，首先完成参数索引，并判断：若是加速模式，则判断设定速度是否大于10档，若大于10档则查询加速数据表格，完成加速，统计加速时间并且进入匀速状态，若设定速度在3档到10档之间，则跳转至上述查询加速数据表格步骤，若设定速度不在3档到10档之间，则无需加速；若既不是加速模式也不是减速模式，则进入静止状态，若是减速模式并且速度大于10档，则查询减速数据表格，等待换向点，完成减速，统计减速时间并且进入静止状态，若是减速模式并且速度在3档到10档之间，则跳转至上述查询减速数据表格步骤，若速度不在3档到10档之间，则无需减速，跳转至上述等待换向点步骤。

优选地，所述复位步骤中，首先设定复位角度并且进行加减速索引，确定步进电机的机械位置信息：若步进电机处于零位置，则循环往返递增摆动，若找到机械零点，则完成复位，发出复位成功命令，若未找到机械零点并且摆动幅度大于80度，则发出复位失败命令；若步进电机处于负位置，则正向摆动60度，若找到机械零点，则完成复位，发出复位成功命令，若未找到机械零点，则负向摆动80度，在该摆动过程中，若找到机械零点，则完成复位，若未找到机械零点并且摆动幅度大于80度，则发出复位失败命令；若步进电机处于正位置，则负向摆动60度，若找到机械零点，则完成复位，发出复位成功命令，若未找到机械零点，则正向摆动80度，在该摆动过程中，若找到机械零点，则完成复位，发出复位成功命令。

优选地，所述摆动步骤中，步进电机控制器向步进电机发送方向摆动指令，步进电机开始加速，步进电机控制器保存加速时间和位置信息，之后发送进入匀速位置指令，进行索引补偿以及加速脉冲补偿，若未超过机械零点，则匀速运行，若超过机械零点，则重新统计位置信息，判断是否达到设定位置，若未达到，则匀速运行，若已达到，则进入非匀速状态，保存匀速运动时间，进行减速，直至接收到停止运行指令，步进电机控制器向上位机发送相关位置信息和时间信息，并且步进电机停止运行。

本发明公开的步进电机控制方法，在加减速步骤、复位步骤和摆动步骤中，当步进电机转速变化或者转动方向变化时调用一速度调整程序，所述速度调整程序包括在步进电机的1/2功率点时改变步进电机的转速和转动方向，所述1/2功率点位于步进电机A相驱动信号矢量角度和B相驱动信号矢量角度的45°角和225°角处。利用该方法可以在步进电机的1/2功率点时改变步进电机的转速和转动方向，从而完成了步进电机加减速和换向的低噪音、低振动的功能。

附图说明

图1为步进电机A相驱动电流和B相驱动电流的曲线图。

图2为图1中所示的A相驱动电流和B相驱动电流的曲线叠加示意图。