一種步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)及其方法，至少包括：包括微控制單元、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和霍爾開關(guān)；所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器用于在所述微控制單元的控制下驅(qū)動所述步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；所述步進(jìn)電機(jī)用于觸發(fā)所述霍爾開關(guān)的觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，并將觸發(fā)時對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)位置傳送至所述微控制單元；所述霍爾開關(guān)用于將觸發(fā)時的霍爾位置傳送至所述微控制單元；所述微控制單元判斷是否進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的位置糾偏，并在需要進(jìn)行位置糾偏時控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行位置糾偏。本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)及其方法能夠自動糾正位置，且系統(tǒng)簡單、成本少、便于控制，無累積。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
【專利說明】一種步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及步進(jìn)電機(jī)的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。具體地，步進(jìn)電機(jī)是一種將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移或線位移的數(shù)模轉(zhuǎn)換元件。當(dāng)有脈沖輸入時，它就相應(yīng)地運(yùn)行一步。
[0003]在高精度位置控制系統(tǒng)中，既要求高速運(yùn)動的快捷性，又要求低速運(yùn)動的平穩(wěn)性。交流伺服電機(jī)也能滿足如上要求，但是具有價格高、控制電路復(fù)雜、入門慢等缺點。相比較而言，步進(jìn)電機(jī)成本低、控制簡單、工作可靠，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。但是在步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行過程中，由于轉(zhuǎn)速不夠穩(wěn)定而帶來的運(yùn)動振蕩，使得電機(jī)出力容易受到驅(qū)動電流、外界振動、電磁干擾的影響。長期頻繁運(yùn)動的步進(jìn)電機(jī)容易出現(xiàn)失步，導(dǎo)致位置控制精度降低。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，有不少方法可以提高步進(jìn)電機(jī)的控制精度，其中包括:
[0005](I)采用細(xì)分驅(qū)動技術(shù)，減少振動，提高步距精度；
[0006](2)加大驅(qū)動電流，增加驅(qū)動力；
[0007](3)采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，進(jìn)行位置反饋糾偏。
[0008]然而，前兩種方法從前期預(yù)防的角度考慮，無法從根本上解決問題；后一種方法具有系統(tǒng)復(fù)雜，成本聞的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)及其方法，其采用簡易的閉環(huán)回路和軟件糾偏，適用于不需要實時調(diào)節(jié)位置精度的控制系統(tǒng)中。
[0010]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)，至少包括:包括微控制單元、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和霍爾開關(guān)；所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器與所述微控制單元和所述步進(jìn)電機(jī)相連，用于在所述微控制單元的控制下驅(qū)動所述步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；所述步進(jìn)電機(jī)與所述霍爾開關(guān)和所述微控制單元相連，用于觸發(fā)所述霍爾開關(guān)的觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，并將觸發(fā)時對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)位置傳送至所述微控制單元；所述霍爾開關(guān)與所述微控制單元相連，用于將觸發(fā)時的霍爾位置傳送至所述微控制單元；所述微控制單元判斷是否進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的位置糾偏，并在需要進(jìn)行位置糾偏時控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行位置糾偏。
[0011]根據(jù)上述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)，其中:所述霍爾開關(guān)的個數(shù)為兩個，所述兩個霍爾開關(guān)均與所述微控制單元和所述步進(jìn)電機(jī)相連，且所述兩個霍爾開關(guān)不能同時被觸發(fā)。
[0012]進(jìn)一步地，根據(jù)上述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)，其中:所述兩個霍爾開關(guān)觸發(fā)的極性在同一方向步進(jìn)時是相反的。
[0013]進(jìn)一步地，根據(jù)上述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)，其中:所述兩個霍爾開關(guān)的結(jié)構(gòu)相同。
[0014]根據(jù)上述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)，其中:所述霍爾開關(guān)為非接觸式霍爾開關(guān)。
[0015]同時本發(fā)明還提供一種步進(jìn)電機(jī)位置糾偏方法，其包括以下步驟:
[0016]步驟S1:對霍爾開關(guān)的霍爾位置進(jìn)行無失步的學(xué)習(xí)，確定霍爾開關(guān)跳變沿對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)的位置；
[0017]步驟S2:在步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時捕獲到霍爾開關(guān)的跳變沿時，判斷霍爾開關(guān)的霍爾位置與當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置的大小，當(dāng)(霍爾位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)> (當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)時，流程結(jié)束；當(dāng)(霍爾位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)< (當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)時，進(jìn)入步驟S3 ;其中，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)從位置O向最大位置處運(yùn)動時，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向取值為1，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)從最大位置向位置O處運(yùn)動時，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向取值為-1 ；
[0018]步驟S3:當(dāng)霍爾開關(guān)的霍爾位置與當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置間的誤差不大于預(yù)設(shè)閾值時，流程結(jié)束；當(dāng)霍爾位置與當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置間的誤差大于預(yù)設(shè)閾值時，進(jìn)入步驟S4 ；
[0019]步驟S4:若步進(jìn)電機(jī)在加速或勻速過程中，不進(jìn)行糾偏；若步進(jìn)電機(jī)在減速過程中，進(jìn)行糾偏。
[0020]根據(jù)上述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏方法，其中:步驟SI中，確定霍爾開關(guān)跳變沿對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)的位置的方法為:控制步進(jìn)電機(jī)從步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的位置O走到步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的最大位置，再從步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的最大位置走回到步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的位置0，并對過程中霍爾跳變沿對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)位置進(jìn)行記錄。
[0021]根據(jù)上述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏方法，其中:在步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，通過鍵盤中斷或端口查詢方式來捕獲霍爾開關(guān)的跳變沿。
[0022]根據(jù)上述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏方法，其中:所述霍爾開關(guān)的個數(shù)為一個或兩個。
[0023]進(jìn)一步地，根據(jù)上述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏方法，其中:若為兩個霍爾開關(guān)，則所述兩個霍爾開關(guān)不能同時被觸發(fā)，且所述兩個霍爾開關(guān)觸發(fā)的極性在同一方向步進(jìn)時是相反的。
[0024]如上所述，本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)及其方法，具有以下有益效果:
[0025](I)采用非接觸式的霍爾開關(guān)作為硬件閉環(huán)系統(tǒng)的位置反饋傳感器，不需要安裝到步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部，簡化了步進(jìn)電機(jī)的生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本；與傳統(tǒng)的線性位置傳感器相比價格便宜，降低了原材料成本；
[0026](2)能夠自動糾正位置，系統(tǒng)簡單、成本少；
[0027](3)便于控制，無累積。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1顯示為本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)加減速運(yùn)行示意圖；
[0029]圖2顯示為本發(fā)明中霍爾開關(guān)的觸發(fā)方式示意圖；
[0030]圖3顯示為本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)的第一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；[0031]圖4顯示為本發(fā)明中使用兩個霍爾開關(guān)時霍爾位置與步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)的關(guān)系示意圖；
[0032]圖5顯示為步進(jìn)電機(jī)從位置O到最大位置步進(jìn)時所觸發(fā)的霍爾位置的示意圖；
[0033]圖6顯示為步進(jìn)電機(jī)從最大位置到位置O步進(jìn)時所觸發(fā)的霍爾位置的示意圖；
[0034]圖7顯示為本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)的第二優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖8顯示為本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏方法的流程圖。
[0036]元件標(biāo)號說明
[0037]11微控制單元
[0038]12步進(jìn)電機(jī)
[0039]13步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器
[0040]14第一霍爾開關(guān)
[0041]15第二霍爾開關(guān)
[0042]21微控制單元
[0043]22步進(jìn)電機(jī)
[0044]23步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器
[0045]24霍爾開關(guān)
【具體實施方式】
[0046]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0047]需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0048]本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)及其方法中，步進(jìn)電機(jī)須采用加減速控制。如圖1所示，在步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行過程中，在o-tl期間，步進(jìn)電機(jī)處于加速期；在^^2階段，步進(jìn)電機(jī)處于勻高速運(yùn)行期；在t2-t3階段，步進(jìn)電機(jī)處于減速期。其中，加速期的加速度和減速期的減速度的大小可根據(jù)情況選擇為相同或不同。
[0049]霍爾開關(guān)是一種有源磁電轉(zhuǎn)換器件，其在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，利用集成封裝和組裝工藝制作而成，可方便的把磁輸入信號轉(zhuǎn)換成實際應(yīng)用中的電信號，同時又具備工業(yè)場合實際應(yīng)用易操作和可靠性的要求。如圖2所示，霍爾開關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度B來表征的，當(dāng)B值上升或下降到一定的程度時，霍爾開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。
[0050]參照圖3，在本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例中，步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)包括微控制單元
11、步進(jìn)電機(jī)12、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器13和霍爾開關(guān)14。
[0051]其中，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器13與微控制單元11和步進(jìn)電機(jī)12相連，在微控制單元11的控制下，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)。[0052]步進(jìn)電機(jī)12與霍爾開關(guān)14和微控制單元11相連，通過自身運(yùn)轉(zhuǎn)觸發(fā)霍爾開關(guān)14的觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，并將觸發(fā)時對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)位置傳送至微控制單元11。
[0053]霍爾開關(guān)14與微控制單元11相連，將觸發(fā)時的霍爾位置傳送至微控制單元11。
[0054]微控制單元11根據(jù)傳送來的觸發(fā)時的步進(jìn)電機(jī)位置和霍爾位置來判斷是否進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的位置糾偏，并在需要進(jìn)行位置糾偏時控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行位置糾偏。
[0055]由上可知，該實施例的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)為一個硬件閉合系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)工作時，在微控制單元的控制下，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引發(fā)霍爾開關(guān)的觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)和霍爾開關(guān)分別將觸發(fā)時的步進(jìn)電機(jī)位置和霍爾位置傳送至微控制單元，微控制單元再根據(jù)上述步進(jìn)電機(jī)位置和霍爾位置來判斷當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)是否需要位置糾偏，并在需要進(jìn)行位置糾偏時控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行位置糾偏。
[0056]參照圖4，在本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例中，步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)包括微控制單元21、步進(jìn)電機(jī)22、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器23、第一霍爾開關(guān)24和第二霍爾開關(guān)25。
[0057]其中，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器23與微控制單元21和步進(jìn)電機(jī)22相連，在微控制單元21的控制下，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)22運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0058]步進(jìn)電機(jī)22 與第一霍爾開關(guān)24、第二霍爾開關(guān)25和微控制單元21相連。步進(jìn)電機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)觸發(fā)第一霍爾開關(guān)24和第二霍爾開關(guān)25的觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，并將觸發(fā)時對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)位置傳送至微控制單元21。
[0059]第一霍爾開關(guān)24和第二霍爾開關(guān)25均與微控制單元21相連，設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)的路徑上，將自身觸發(fā)時的霍爾位置傳送至微控制單元21。
[0060]微控制單元21根據(jù)傳送來的觸發(fā)時的步進(jìn)電機(jī)位置和霍爾位置來判斷是否進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的位置糾偏，并在需要進(jìn)行位置糾偏時控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行位置糾偏。
[0061]通常，設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的坐標(biāo)為從位置O到最大位置η處延伸。兩個霍爾開關(guān)設(shè)計的位置分別在步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的三分之一處和三分之二處，即第一霍爾開關(guān)在三分之一處，第二霍爾開關(guān)在三分之二處。在設(shè)計階段，當(dāng)兩個霍爾開關(guān)的裝配誤差在一定范圍內(nèi)，即可保證了不會同時被觸發(fā)。參照圖4-圖6，當(dāng)使用兩個霍爾開關(guān)時，步進(jìn)電機(jī)在不同方向步進(jìn)時所觸發(fā)的霍爾開關(guān)的跳變沿也不同。具體地，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)從位置O向最大位置步進(jìn)時，將觸發(fā)第一霍爾開關(guān)的上升沿和第二霍爾開關(guān)的下降沿。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)從最大位置向位置O步進(jìn)時，將觸發(fā)第一霍爾開關(guān)的下降沿和第二霍爾開關(guān)的上升沿。
[0062]實際使用中，兩個霍爾開關(guān)分別接到微控制單元的2個鍵盤中斷口或2個端口。微控制單元根據(jù)鍵盤中斷的中斷觸發(fā)確認(rèn)是哪個開關(guān)的哪種邊沿的觸發(fā)；或通過IO端口的查詢，確認(rèn)哪個霍爾開關(guān)發(fā)生了邊沿翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)到了哪種電平狀態(tài)，從而確認(rèn)使用哪個霍爾開關(guān)的霍爾位置進(jìn)行糾偏判斷和計算。
[0063]因此，該實施例的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)為一個硬件閉合系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)工作時，在微控制單元的控制下，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引發(fā)霍爾開關(guān)的觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)和發(fā)生翻轉(zhuǎn)的霍爾開關(guān)分別將觸發(fā)時的步進(jìn)電機(jī)位置和霍爾位置傳送至微控制單元，微控制單元再根據(jù)上述步進(jìn)電機(jī)位置和霍爾位置來判斷當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)是否需要位置糾偏，并在需要進(jìn)行位置糾偏時控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行位置糾偏。[0064]需要說明的是，采用一個霍爾開關(guān)和兩個霍爾開關(guān)的原理是不一樣的。在實際使用中，根據(jù)應(yīng)用的情況來確定霍爾開關(guān)的數(shù)量。如果步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)范圍比較小，則采用一個霍爾開關(guān)。如果步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)范圍比較大，且范圍內(nèi)所有的位置能夠較為均衡的到達(dá)，則采用兩個霍爾開關(guān)。在采用兩個霍爾開關(guān)的情況下，霍爾開關(guān)觸發(fā)的極性在同一方向步進(jìn)時應(yīng)當(dāng)是相反的，否則的話無法判定霍爾開關(guān)觸發(fā)時的位置。在本發(fā)明中霍爾開關(guān)的數(shù)量須限制在兩個以內(nèi)。如果霍爾開關(guān)的數(shù)量超過兩個的話，不僅在成本上不具有優(yōu)勢，而且也無法判定當(dāng)前霍爾開關(guān)觸發(fā)時所對應(yīng)的位置。
[0065]參照圖5，本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏的方法包括以下步驟:
[0066]步驟S1:對霍爾開關(guān)的霍爾位置進(jìn)行無失步的學(xué)習(xí)，確定霍爾開關(guān)跳變沿對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)的位置。
[0067]具體地，在位置糾偏的反饋回路中使用霍爾開關(guān)時，需要知道步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系與霍爾開關(guān)的對應(yīng)關(guān)系。由于生產(chǎn)裝配上的誤差、馬達(dá)磁環(huán)強(qiáng)弱的誤差、PCB底板制造的誤差等等，不可能在設(shè)計階段，保證霍爾開關(guān)與馬達(dá)坐標(biāo)系的絕對關(guān)系。因此，在每個步進(jìn)電機(jī)生產(chǎn)后，需要對其進(jìn)行霍爾位置的學(xué)習(xí)，建立霍爾開關(guān)與步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的絕對關(guān)系。建立霍爾開關(guān)與馬達(dá)坐標(biāo)系的絕對關(guān)系最簡單的方法就是控制步進(jìn)電機(jī)從步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的位置O走到步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的最大位置，再從步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的最大位置走回到步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的位置0，并對過程中霍爾跳變沿對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)位置進(jìn)行記錄，作為后續(xù)位置糾偏的基準(zhǔn)。
[0068]步驟S2:在步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時捕獲到霍爾開關(guān)的跳變沿時，判斷霍爾開關(guān)的霍爾位置與當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置的大小，當(dāng)(霍爾位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)> (當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)時，流程結(jié)束；當(dāng)(霍爾位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)< (當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)時，進(jìn)入步驟S3。其中，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)從位置O向最大位置處運(yùn)動時，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向取值為1，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)從最大位置向位置O處運(yùn)動時，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向取值為-1。
[0069]其中，在步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，通過鍵盤中斷或端口查詢方式來捕獲霍爾開關(guān)的跳變沿。
[0070]具體地，采用兩個霍爾開關(guān)時，在不同觸發(fā)狀態(tài)和不同步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向上的糾偏狀態(tài)如表I所示。
[0071]表1、兩個霍爾開關(guān)時的步進(jìn)電機(jī)糾偏狀態(tài)
【權(quán)利要求】
1.一種步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)，其特征在于，至少包括:包括微控制單元、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和霍爾開關(guān)； 所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器與所述微控制單元和所述步進(jìn)電機(jī)相連，用于在所述微控制單元的控制下驅(qū)動所述步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)； 所述步進(jìn)電機(jī)與所述霍爾開關(guān)和所述微控制單元相連，用于觸發(fā)所述霍爾開關(guān)的觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，并將觸發(fā)時對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)位置傳送至所述微控制單元； 所述霍爾開關(guān)與所述微控制單元相連，用于將觸發(fā)時的霍爾位置傳送至所述微控制單元; 所述微控制單元判斷是否進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的位置糾偏，并在需要進(jìn)行位置糾偏時控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行位置糾偏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)，其特征在于:所述霍爾開關(guān)的個數(shù)為兩個，所述兩個霍爾開關(guān)均與所述微控制單元和所述步進(jìn)電機(jī)相連，且所述兩個霍爾開關(guān)不能同時被觸發(fā)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)，其特征在于:所述兩個霍爾開關(guān)觸發(fā)的極性在同一方向步進(jìn)時是相反的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)，其特征在于:所述兩個霍爾開關(guān)的結(jié)構(gòu)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)，其特征在于:所述霍爾開關(guān)為非接觸式霍爾開關(guān)。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟S1:對霍爾開關(guān)的霍爾位置進(jìn)行無失步的學(xué)習(xí)，確定霍爾開關(guān)跳變沿對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)的位置； 步驟S2:在步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時捕獲到霍爾開關(guān)的跳變沿時，判斷霍爾開關(guān)的霍爾位置與當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置的大小，當(dāng)(霍爾位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)> (當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)時，流程結(jié)束；當(dāng)(霍爾位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)< (當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置*步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向)時，進(jìn)入步驟S3 ;其中，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)從位置O向最大位置處運(yùn)動時，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向取值為1，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)從最大位置向位置O處運(yùn)動時,步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動方向取值為-1 ； 步驟S3:當(dāng)霍爾開關(guān)的霍爾位置與當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置間的誤差不大于預(yù)設(shè)閾值時，流程結(jié)束；當(dāng)霍爾位置與當(dāng)前的步進(jìn)電機(jī)位置間的誤差大于預(yù)設(shè)閾值時，進(jìn)入步驟S4 ； 步驟S4:若步進(jìn)電機(jī)在加速或勻速過程中，不進(jìn)行糾偏；若步進(jìn)電機(jī)在減速過程中，進(jìn)行糾偏。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏方法，其特征在于:步驟SI中，確定霍爾開關(guān)跳變沿對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)的位置的方法為:控制步進(jìn)電機(jī)從步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的位置O走到步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系 的最大位置，再從步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的最大位置走回到步進(jìn)電機(jī)坐標(biāo)系的位置O，并對過程中霍爾跳變沿對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)位置進(jìn)行記錄。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏方法，其特征在于:在步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，通過鍵盤中斷或端口查詢方式來捕獲霍爾開關(guān)的跳變沿。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏方法，其特征在于:所述霍爾開關(guān)的個數(shù)為一個或兩個。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的步進(jìn)電機(jī)位置糾偏方法，其特征在于:若為兩個霍爾開關(guān)，則所述兩個霍爾開關(guān)不能同時被觸發(fā)，且所述兩個霍爾開關(guān)觸發(fā)的極性在同一方向步進(jìn)時是相反的。
【文檔編號】G05D3/12GK104020785SQ201410228087
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】朱懿, 李波波, 李久云 申請人:上海信耀電子有限公司