[发明专利]基于磁性传感器的自纠错运动控制方法及系统

说明书

一种基于磁性传感器的自纠错运动控制方法及系统，包括通电初始化：对正预运行状态，并同步时序；位置监测：传感器单元监测电机的角位移行程位置，并编码为关联电机角位移行程的数字信号，其后分别反馈至主控单元以及DSP单元；自纠错控制：当数字信号处理得到的误差值超出设定的误差区间时，主控单元执行自纠错处理，调用纠错算法，使电机运行至目标位置。本发明利用主控单元进行有效的自纠错控制，可保证对电机的控制精度，提高电机的运转精度。

技术领域

本发明涉及电机驱动技术领域，具体涉及一种基于磁性传感器的自纠错运动控制方法及系统。

背景技术

编码器根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式，根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。磁性传感器配置的磁性编码器相较于传统的光学编码器，磁性编码器无需要复杂的码盘和光源，元器件数量更少，检测结构更加简单且霍尔元件本身具有许多优点，其结构牢固、体积小、重量轻、寿命长，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀等。磁性编码器技术应用于电机的旋转位置反馈，可实现无接触式的位置测量，降低了电机运行过程中因机械轴振动而造成编码器失效(甚至损坏)的风险，有助于提升电机运行的稳定性。

现有技术中，磁性传感器适应于通用的位置和速度检测环节，难以胜任高性能和运动控制系统的传动工作，尤其是传动控制环反馈，如专利申请号“202010510174.8”公开的“一种用于直线电机的编码器、直线电机及其位置检测方法”，其通过设置磁阻传感器与两个霍尔开关传感器，来获得初级的绝对位置信息，磁阻传感器和霍尔开关传感器对安装环境及对次级磁钢本身磁场精度要求不高、因此其推广应用区间较广，其未能具有良好的通讯控制环反馈，也未能提供在检测后对电机的纠错控制，电机运行误差大，精度低；如专利申请号“201810778977.4”公开的“一种高集成度高功率密度的智能交流伺服驱动器”，其将多圈绝对值编码器采集电路集成在电机上，刚好贴合电机安装，便于在机器人本体上集成应用，集成度高，但未能提供在检测后对电机的纠错控制，运行精度难以保证。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了基于磁性传感器的自纠错运动控制方法，有利于提高电机的运行精度，平衡运行负载压力，其位置检测与自纠错控制过程具有良好的稳定性及可靠性。

本发明提供如下技术方案:

一方面本发明提供了基于磁性传感器的自纠错运动控制方法，应用于监控电机的角位移行程位置，该方法包括以下步骤：

S1)：通电初始化：对正预运行状态，并同步时序；

S2)：位置监测：主控单元向DSP单元发送运行指令，DSP单元输出运动脉冲信号，通过电机驱动电路控制电机的运动，传感器单元监测电机的角位移行程位置，并编码为关联电机角位移行程的数字信号，其后分别反馈至主控单元以及DSP单元，主控单元与DSP单元分别处理该数字信号；

S3)：自纠错控制：当数字信号处理得到的误差值超出设定的误差区间时，执行自纠错处理，主控单元向DSP单元发送停止指令，DSP单元暂停输出运动脉冲信号，待系统稳定后，主控单元基于电机当前绝对位置信息，调用纠错算法，重新计算电机当前相对位置信息，并更新主控单元的储存信息，主控单元再根据电机当前相对位置信息，重新计算位移运动参数，并更新输入DSP单元的运行指令，使电机运行至目标位置。

优选地，该方法所述的S1包括：

S11)：主控单元初始化，主控单元内配置的SPI模块、第一TIM编码器、第一通讯模块、第一GPIO模块以及第一ADC模块分别进行初始化，并提供同步时钟信号；

S12)：DSP单元初始化，主控单元对DSP单元进行使能操作，DSP单元初始化串口参数，配置其输入端口与输出端口，并同步时钟信号；

S13)：传感器单元初始化，同步时钟信号，获取并反馈初始化模式下关联电机角位移行程的数字信号。