專利名稱：步進(jìn)電機(jī)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種步進(jìn)電機(jī)輸出角位移的連續(xù)跟蹤控制方法，尤其涉及一種作為電 液控制元件用電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法
背景技術(shù)：
電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器作為電液伺服閥的核心部件，是電液伺服閥的電_機(jī)械轉(zhuǎn)換接口， 其功能是實(shí)時(shí)快速地將輸入電信號(hào)轉(zhuǎn)換為閥芯的機(jī)械動(dòng)作。步進(jìn)電機(jī)因其具有獨(dú)特的位置 與速度可開(kāi)環(huán)數(shù)控的特點(diǎn)而被使用于電液控制元件中作為電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器構(gòu)成數(shù)字閥或 離散式比例閥。在電液控制元件中步進(jìn)電機(jī)將輸出的信號(hào)通過(guò)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)作用于閥心，產(chǎn)生 閥心的離散式的輸出。在這個(gè)過(guò)程中步進(jìn)電機(jī)相當(dāng)于一個(gè)機(jī)械式的D/A轉(zhuǎn)換器，它將輸入 的連續(xù)位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子輸出的步距角位移，其最小的量化單位為一個(gè)步距角，精度取 決于步 進(jìn)電機(jī)整個(gè)工作行程所對(duì)應(yīng)的步數(shù)。步進(jìn)電機(jī)作為電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的這種特性決定 了電液控制元件在設(shè)計(jì)過(guò)程中不可避免的控制精度和響應(yīng)速度難于同時(shí)得到保證的缺陷 選擇較多的工作步數(shù)，電液控制元件的精度提高，但是響應(yīng)速度慢；反之，選擇較少的工作 步數(shù)，響應(yīng)速度加快，但卻使得離散誤差加大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的步進(jìn)電機(jī)作為電液控制元件用電_機(jī)械轉(zhuǎn)換器時(shí)所固有的控制 精度和響應(yīng)速度難于同時(shí)得到保證、輸出角位移不能精確快速定位的缺陷，本發(fā)明提供了 一種能同時(shí)保證控制精度和響應(yīng)速度、角位移可以在任意位置精確快速地定位的步進(jìn)電機(jī) 電_機(jī)械轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種步進(jìn)電機(jī)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法，所述閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制 方法包括以下步驟(1)、對(duì)步進(jìn)電機(jī)采用同步電機(jī)的控制方法，在步進(jìn)電機(jī)定子各相通入設(shè)定相位差 的連續(xù)變化的正弦電流；(2)、將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際角位移θ (t)反饋到輸入端與輸入信號(hào)Qi (t)比較形 成偏差，由偏差信號(hào)經(jīng)PiD運(yùn)算得到理論磁場(chǎng)角位移信號(hào)em(t)；對(duì)理論磁場(chǎng)角位移信號(hào) θπω加以限制以保證失調(diào)角在半個(gè)齒距角范圍內(nèi)6m(t)-Nr θ (t) I < π上式中Nr為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子齒數(shù)；根據(jù)限制后的磁場(chǎng)角位移進(jìn)行電流分解，得到相應(yīng)繞組所需的控制電流；(3)、將電流檢測(cè)電路所測(cè)得步進(jìn)電機(jī)繞組的實(shí)際電流反饋后分別與所需控制的 輸入電流進(jìn)行比較形成相應(yīng)的偏差信號(hào)，相應(yīng)的偏差信號(hào)經(jīng)各自的PID運(yùn)算產(chǎn)生各個(gè)繞組 的PWM信號(hào)，再由PWM信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速無(wú)失步地連續(xù)跟 蹤輸入信號(hào)運(yùn)動(dòng)。
進(jìn)一步，所述步進(jìn)電機(jī)為兩相步進(jìn)電機(jī)，所述設(shè)定相位差為90° ；在所述步驟(2) 中，根據(jù)限制后的磁場(chǎng)角位移進(jìn)行電流分解，得到相應(yīng)繞組所需的控制電流ia(t)、ib(t)ia(t) = ImCos θm(t)ib(t) = ImSin θm(t)上式中，Im為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組電流幅值。或者是所述步進(jìn)電機(jī)為三相步進(jìn)電機(jī)，所述設(shè)定相位差為120° ；在所述步驟 (2)中，根據(jù)限制后的磁場(chǎng)角位移進(jìn)行電流分解，得到相應(yīng)繞組所需的控制電流ia(t)、 ib(t)、 ic(t)。<formula>formula see original document page 5</formula>其中ia(t) = ImCOS 0m(t)i0 (t) = ImSin θm(t)上式中，Im為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組電流幅值。再進(jìn)一步，所述PID運(yùn)算采用數(shù)字遞推式PID算法，其計(jì)算公式為<formula>formula see original document page 5</formula>其中KP-比例系數(shù)；T1-積分系數(shù)；Td-微分系數(shù)；k_ 采樣序號(hào)，k = 0，1，2，......；T-采樣周期Uk-第k次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出值，可以是角位移或者相電流等；Uh-第k_l次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出值；Auk-Hk次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出值增量ek-第k次采樣時(shí)刻輸入值的偏差值；ek_r第k-Ι次采樣時(shí)刻輸入值的偏差值；ek_2-第k_2次采樣時(shí)刻輸入值的偏差值。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為為克服現(xiàn)有的步進(jìn)電機(jī)作為電液控制元件用電-機(jī)械轉(zhuǎn)換 器時(shí)所固有的控制精度和響應(yīng)速度難于同時(shí)得到保證的缺陷，使得其輸出角位移可以在任 意位置精確快速地定位，應(yīng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)采用同步電機(jī)的控制方法，在步進(jìn)電機(jī)定子各相通 入一定相位差的連續(xù)變化的正弦電流(二相步進(jìn)電機(jī)電流相位差90° ；三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 電流相位差120° )，便會(huì)形成圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)矢量，在正常工作過(guò)程中電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位移 θ (t)和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的角位移em(t)保持著跟蹤關(guān)系。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的角位移em(t)發(fā)生變化， 則將對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個(gè)磁力矩，驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)到由轉(zhuǎn)子齒和定子齒的相對(duì)位置所確定的最大磁導(dǎo)位置。因而連續(xù)控制旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的角位移便可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子角位移的連續(xù)控制。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子便以與交流電流頻率相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速跟隨旋轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。為了保證步進(jìn)電機(jī)作為電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器時(shí)既有較高的響應(yīng)速度，同時(shí)又具有較高 的定位精度，采用如圖2所示的雙閉環(huán)控制方法。對(duì)步進(jìn)電機(jī)采用同步電機(jī)的控制方法，通過(guò)雙閉環(huán)控制將失調(diào)角限制在半個(gè)齒距 角之內(nèi)，保證步進(jìn)電機(jī)作為電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器時(shí)可以無(wú)失步快速地跟隨輸入信號(hào)的運(yùn)動(dòng)，使 其在任意角位置定位，提高了其動(dòng)態(tài)特性。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在能同時(shí)保證控制精度和響應(yīng)速度、角位移可以在 任意位置精確快速地定位。


圖1是步進(jìn)電機(jī)的同步控制原理，其中圖1 (a)為步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，以及ia、ib的 電流波形示意圖；圖1(b)為圖1(a)的局部放大示意圖。圖2是兩相混合式步進(jìn)電機(jī)電_機(jī)械轉(zhuǎn)換器的雙閉環(huán)控制原理框圖。圖3是雙閉環(huán)控制算法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1、圖2和圖3，一種步進(jìn)電機(jī)電_機(jī)械轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法，所 述閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法包括以下步驟(1)、對(duì)步進(jìn)電機(jī)采用同步電機(jī)的控制方法，在步進(jìn)電機(jī)定子各相通入設(shè)定相位差 的連續(xù)變化的正弦電流；(2)、將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際角位移θ (t)反饋到輸入端與輸入信號(hào)Qi (t)比較形 成偏差，由偏差信號(hào)經(jīng)PiD運(yùn)算得到理論磁場(chǎng)角位移信號(hào)em(t)；對(duì)理論磁場(chǎng)角位移信號(hào) θπω加以限制以保證失調(diào)角在半個(gè)齒距角范圍內(nèi)6m(t)-Nr θ (t) I < π上式中Nr為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子齒數(shù)。根據(jù)限制后的磁場(chǎng)角位移進(jìn)行電流分解，得到相應(yīng)繞組所需的控制電流；(3)、將電流檢測(cè)電路所測(cè)得步進(jìn)電機(jī)繞組的實(shí)際電流反饋后分別與所需控制的 輸入電流進(jìn)行比較形成相應(yīng)的偏差信號(hào)，相應(yīng)的偏差信號(hào)經(jīng)各自的PID運(yùn)算產(chǎn)生各個(gè)繞組 的PWM信號(hào)，再由PWM信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速無(wú)失步地連續(xù)跟 蹤輸入信號(hào)運(yùn)動(dòng)。所述步進(jìn)電機(jī)為兩相步進(jìn)電機(jī)，所述設(shè)定相位差為90° ；在所述步驟(2)中，根據(jù) 限制后的磁場(chǎng)角位移進(jìn)行電流分解，得到相應(yīng)繞組所需的控制電流ia(t)、ib(t)ia(t) = ImCos θm(t)ib(t) = ImSin θm(t)上式中，Im為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組電流幅值?；蛘呤撬霾竭M(jìn)電機(jī)為三相步進(jìn)電機(jī)，所述設(shè)定相位差為120° ；在所述步驟(2)中，根據(jù)限制后的磁場(chǎng)角位移進(jìn)行電流分解，得到相應(yīng)繞組所需的控制電流ia(t)、<formula>formula see original document page 7</formula>
其中<formula>formula see original document page 7</formula>
上式中，Im為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組電流幅值。所述PID運(yùn)算采用數(shù)字遞推式PID算法；當(dāng)然，也可以采用其他形式的PID算法來(lái) 實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例中，該雙閉環(huán)控制方法中一個(gè)是位置反饋閉環(huán)控制，另一個(gè)為電流反饋 閉環(huán)控制。位置閉環(huán)控制是為了控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置與輸入信號(hào)保持一致。其控制方 法是將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際角位移Θ (t)反饋到輸入端與輸入信號(hào)ejt)比較形成偏差， 由偏差信號(hào)經(jīng)PiD運(yùn)算得到理論磁場(chǎng)角位移信號(hào)em(t)。由于失調(diào)角超過(guò)半個(gè)齒距角，步 進(jìn)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生失步，因此還必須對(duì)理論磁場(chǎng)角位移信號(hào)θωα)加以限制以保證失調(diào)角在半 個(gè)齒距角范圍內(nèi)6m(t)-Nr θ (t) I < 3i上式中Nr為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子齒數(shù)。根據(jù)限制后的磁場(chǎng)角位移進(jìn)行電流分解后可以得到相應(yīng)繞組所需的控制電流，再 由電流閉環(huán)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子跟隨輸入信號(hào)運(yùn)動(dòng)。電流閉環(huán)是為了控制各相繞組的實(shí)際電 流，使其和各相輸入電流保持一致，從而得到所需要的控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 其控制方法是將電流檢測(cè)電路所測(cè)得步進(jìn)電機(jī)繞組的實(shí)際電流反饋后分別與所需控制的 輸入電流進(jìn)行比較形成相應(yīng)的偏差信號(hào)，相應(yīng)的偏差信號(hào)經(jīng)各自的PID運(yùn)算產(chǎn)生各個(gè)繞組 的PWM信號(hào)，再由PWM信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制各個(gè)繞組的電流，獲 得所需要的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)。在雙閉環(huán)控制下，步進(jìn)電機(jī)作 為電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器可以快速無(wú)失步地連續(xù)跟蹤輸入信號(hào)運(yùn)動(dòng)，在任意角位置定位，并且具 有良好的動(dòng)態(tài)性能。上述雙閉環(huán)控制中的位置和電流反饋，都使用了數(shù)字遞推式PID算法，其計(jì)算公 式如下<formula>formula see original document page 7</formula>
其中KP-比例系數(shù)；T1-積分系數(shù)；Td-微分系數(shù)；k_ 采樣序號(hào)，k = 0，1，2，......；T-采樣周期
Uk-第k次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出值，可以是角位移或者相電流等；Uh-第k_l次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出值；Auk-Hk次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出值增量ek-第k次采樣時(shí)刻輸入值的偏差值；ek_r第k-Ι次采樣時(shí)刻輸入值的偏差值；ek_2-第k_2次采樣時(shí)刻輸入值的偏差值；本實(shí)施例以兩相混合式步進(jìn)電機(jī)為例，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)施例的工作過(guò)程如圖1、圖2和圖3所示，在兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的定子兩相中通入一定相位差的連續(xù)變化的正弦電流、(0、、(0，在步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)(其角位移為θm(t))，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子(其角位移為Θ (t))便以與交 流電流頻率相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。為了保證步進(jìn)電機(jī)作為電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器既有 較高的響應(yīng)速度，同時(shí)又保證其具有較高的定位精度，采用了如圖2所示的雙閉環(huán)控制方 法。雙閉環(huán)中一個(gè)是位置反饋閉環(huán)，另一個(gè)為電流反饋閉環(huán)。位置閉環(huán)是為了控制步進(jìn)電機(jī) 轉(zhuǎn)子的位置與輸入信號(hào)保持一致。其控制方法是將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際角位移θ (t)反饋 到輸入端與輸入信號(hào)9i(t)比較形成偏差，由偏差信號(hào)經(jīng)PID運(yùn)算得到理論磁場(chǎng)角位移信 號(hào)θm(t)。由于失調(diào)角超過(guò)半個(gè)齒距角，步進(jìn)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生失步，因此還必須對(duì)em(t)加以限 制以保證失調(diào)角在半個(gè)齒距角范圍內(nèi)。根據(jù)限制后的磁場(chǎng)角位移進(jìn)行電流分解，可以得到 相應(yīng)繞組的所需的控制電流ia α)、ib α)，再由電流閉環(huán)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子跟隨輸入信號(hào)運(yùn) 動(dòng)。電流閉環(huán)是為了控制各相繞組的實(shí)際電流iaf(t)、ibf(t)，使其和各相輸入電流ia(t)、 ib(t)保持一致，從而得到所需要的控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。其控制方法是將 電流檢測(cè)電路所測(cè)得步進(jìn)電機(jī)繞組的實(shí)際電流iaf(t)、ibf(t)反饋后分別與所需控制的輸 入電流ia (t)、ib (t)進(jìn)行比較形成相應(yīng)的偏差信號(hào)，相應(yīng)的偏差信號(hào)經(jīng)各自的PID運(yùn)算產(chǎn)生 各個(gè)繞組的PWM信號(hào)，再由PWM信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制各個(gè)繞組的 電流，獲得所需要的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)。在雙閉環(huán)控制下，步 進(jìn)電機(jī)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器可以快速無(wú)失步地連續(xù)跟蹤輸入信號(hào)運(yùn)動(dòng)，在任意角位置定位，并 且具有良好的動(dòng)態(tài)性能。上述具體實(shí)施方式
用來(lái)解釋本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神 和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種步進(jìn)電機(jī)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法，其特征在于所述閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法包括以下步驟(1)、對(duì)步進(jìn)電機(jī)采用同步電機(jī)的控制方法，在步進(jìn)電機(jī)定子各相通入設(shè)定相位差的連續(xù)變化的正弦電流；(2)、將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際角位移θ(t)反饋到輸入端與輸入信號(hào)θi(t)比較形成偏差，由偏差信號(hào)經(jīng)PID運(yùn)算得到理論磁場(chǎng)角位移信號(hào)θm(t)；對(duì)理論磁場(chǎng)角位移信號(hào)θm(t)加以限制以保證失調(diào)角在半個(gè)齒距角范圍內(nèi)|θm(t)-Nrθ(t)|＜π上式中Nr為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子齒數(shù)；根據(jù)限制后的磁場(chǎng)角位移進(jìn)行電流分解，得到相應(yīng)繞組所需的控制電流；(3)、將電流檢測(cè)電路所測(cè)得步進(jìn)電機(jī)繞組的實(shí)際電流反饋后分別與所需控制的輸入電流進(jìn)行比較形成相應(yīng)的偏差信號(hào)，相應(yīng)的偏差信號(hào)經(jīng)各自的PID運(yùn)算產(chǎn)生各個(gè)繞組的PWM信號(hào)，再由PWM信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速無(wú)失步地連續(xù)跟蹤輸入信號(hào)運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法，其特征在 于所述步進(jìn)電機(jī)為兩相步進(jìn)電機(jī)，所述設(shè)定相位差為90° ；在所述步驟(2)中，根據(jù)限制 后的磁場(chǎng)角位移進(jìn)行電流分解，得到相應(yīng)繞組所需的控制電流ia(t)、ib(t)<formula>formula see original document page 2</formula>上式中，Iffl為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組電流幅值。
3.如權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法，其特征在 于所述步進(jìn)電機(jī)為三相步進(jìn)電機(jī)，所述設(shè)定相位差為120° ；在所述步驟(2)中，根據(jù)限制 后的磁場(chǎng)角位移進(jìn)行電流分解，得到相應(yīng)繞組所需的控制電流ia(t)、ib(t)、i。(t)。<formula>formula see original document page 2</formula>其中ia (t) = Imcos 0m(t)ie(t) = Imsin6m(t)上式中，Iffl為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組電流幅值。
4.如權(quán)利要求1 3之一所述的步進(jìn)電機(jī)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法， 其特征在于所述PID運(yùn)算采用數(shù)字遞推式PID算法，其計(jì)算公式為uk = uk+1+ A uk其中:KP-比例系數(shù)； -積分系數(shù)；TD_微分系數(shù)；k_ 采樣序號(hào)，k = 0，1，2，......；T-采樣周期uk_第k次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出值，可以是角位移或者相電流等；uk_r第k-1次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出值；A uk_第k次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出值增量；ck-第k次采樣時(shí)刻輸入值的偏差值；ek_r第k-1次采樣時(shí)刻輸入值的偏差值；ek_2-第k-2次采樣時(shí)刻輸入值的偏差值。
全文摘要
一種步進(jìn)電機(jī)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)連續(xù)跟蹤控制方法，包括以下步驟(1)對(duì)步進(jìn)電機(jī)采用同步電機(jī)的控制方法(2)將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際角位移反饋到輸入端與輸入信號(hào)比較形成偏差，由偏差信號(hào)經(jīng)PID運(yùn)算得到理論磁場(chǎng)角位移信號(hào)θm(t)；對(duì)θm(t)加以限制以保證失調(diào)角在半個(gè)齒距角范圍；并進(jìn)行電流分解，得到相應(yīng)繞組所需的控制的輸入電流；(3)將電流檢測(cè)電路所測(cè)得步進(jìn)電機(jī)繞組的實(shí)際電流反饋后分別與所需控制的輸入電流進(jìn)行比較形成相應(yīng)的偏差信號(hào)，相應(yīng)的偏差信號(hào)經(jīng)各自的PID運(yùn)算產(chǎn)生各個(gè)繞組的PWM信號(hào)，再由PWM信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明能同時(shí)保證控制精度和響應(yīng)速度、角位移可以在任意位置精確快速地定位。
文檔編號(hào)H02P8/40GK101834557SQ20101015885
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者李勝, 阮健 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)