[发明专利]两相混合式步进电机位置闭环矢量控制方法、系统

权利要求书

1.一种两相混合式步进电机位置闭环矢量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取两相混合式步进电机的转子的机械角度；

S2、将目标机械角度与步骤S1得到的所述机械角度作差后进行PID计算，将得到的计算结果进行限幅，得到处于第一坐标系下的交轴参考电压；

S3、获取所述转子的电角度；

S4、令直轴参考电压为0，根据所述交轴参考电压、所述电角度，得到处于第二坐标系下的所述两相混合式步进电机的定子线圈的两相电压；

S5、根据所述两相电压得到控制量；

S6、根据所述控制量对所述两相混合式步进电机进行控制；

S7、重复步骤S1至S6，直至当步骤S2中的差值处于第一预设范围时，所述两相混合式步进电机停止在步骤S2的所述目标机械角度对应的位置，

步骤S2中的所述第一坐标系为随电机转子旋转的旋转坐标系，步骤S4中的所述第二坐标系为随电机定子静止的静止坐标系；

所述控制方法涉及的控制系统包括矢量控制器，步骤S4包括以下步骤：

使所述旋转坐标系下的直轴参考电压恒为0，并将步骤S2中得到的所述交轴参考电压与步骤S3中得到的所述电角度经过所述矢量控制器，得到处于静止坐标系下的所述两相混合式步进电机的定子线圈的两相电压。

2.根据权利要求1所述的两相混合式步进电机位置闭环矢量控制方法，其特征在于，所述控制方法涉及的控制系统包括编码器，步骤S1通过所述编码器得到所述两相混合式步进电机的转子的机械角度。

3.根据权利要求2所述的两相混合式步进电机位置闭环矢量控制方法，其特征在于，步骤S3中，通过所述编码器再次得到所述两相混合式步进电机的转子的机械角度，计算所述转子的电角度。

4.根据权利要求1所述的两相混合式步进电机位置闭环矢量控制方法，其特征在于，所述控制方法涉及的控制系统包括PID控制器，步骤S2中，所述差值经过所述PID控制器的比例单元项、积分单元项和微分单元项计算限幅输出。

5.根据权利要求1所述的两相混合式步进电机位置闭环矢量控制方法，其特征在于，所述控制方法涉及的控制系统包括正弦脉冲调制器，步骤S5中，将步骤S4中得到的所述两相电压通过所述正弦脉冲调制器，得到所述控制量，所述控制量为两相PWM控制量。

6.根据权利要求5所述的两相混合式步进电机位置闭环矢量控制方法，其特征在于，所述控制方法涉及的控制系统还包括两相逆变器，步骤S6中，步骤S5得到的所述两相PWM控制量通过所述两相逆变器驱动两相混合式步进电机运行。

7.根据权利要求1所述的两相混合式步进电机位置闭环矢量控制方法，其特征在于，步骤S7中的所述差值为0。

8.一种两相混合式步进电机位置闭环矢量控制系统，其特征在于，包括：

编码器，所述编码器能够获取两相混合式步进电机的转子的机械角度；

差值计算模块，所述差值计算模块与所述编码器连接，所述差值计算模块能够将目标机械角度与步骤S1得到的所述机械角度进行差值计算；

PID控制器，所述PID控制器与所述差值计算模块连接，且能够根据所述差值计算模块得到的所述差值进行计算，并对计算结果进行限幅，得到处于旋转坐标系下的交轴参考电压；

电角度计算模块，所述电角度计算模块与所述编码器连接，以获取所述转子的电角度；

矢量控制器，所述矢量控制器分别与所述PID控制器、所述电角度计算模块连接，得到处于静止坐标系下的所述两相混合式步进电机的定子线圈的两相电压；

正弦脉冲调制器，所述正弦脉冲调制器与所述矢量控制器连接，所述两相电压通过所述正弦脉冲调制器得到两相PWM控制量，以使两相PWM控制量通过两相逆变器驱动两相混合式步进电机运行。