[发明专利]一种基于电子齿轮的跟随控制方法及其系统

权利要求书

1.一种基于电子齿轮的跟随控制方法，其特征在于，包括：

用户利用上位机设置齿轮比、编码器线数和轨迹参数，并通过通信接口下发到电机控制器的buffer并转存于带电可擦写可编程读写存储器EEPROM中；

当上位机脱机时，电机控制器的buffer从EEPROM中读取数据，编码器根据主动轴的转动向电机控制器输入脉冲信号，电机控制器的电子齿轮模块根据buffer中的数据调整输入脉冲的周期，电机控制器根据调整了输入脉冲周期后的脉冲信号输出脉宽调制PWM信号驱动从动轴；

其中，调整输入脉冲的周期的过程包括：

S1、电机控制器通过buffer调用EEPROM中的齿轮比、编码器线数和轨迹参数，令齿轮比的分子为N0，分母为D；

S2、第一定时器根据齿轮比对输入脉冲进行调整得到第一计数值N1；

S3、根据编码器输入的脉冲数量和第一计数值N1计算第一计数值的绝对偏差值ΔN，得到第一计数值的修正值N1'；

S4、第一定时器根据第一计数值的修正值N1'调整输出脉冲的周期，并输出调整周期后的脉冲。

2.根据权利要求1所述的一种基于电子齿轮的跟随控制方法，其特征在于，步骤S2的操作包括：

S21、检测与主动轴相连编码器的输入脉冲，设置一个脉冲输入计数值P，对输入脉冲个数从零进行累加计数；

S22、检测到一个输入脉冲时，打开第一频率f₁输出第一定时器，设置一个脉冲输出计数值P1，对编码器输出脉冲个数从零进行累加计数；

S23、根据检测到的脉冲，进行方向判别和方向设置；

S24、当齿轮比小于1时，根据分频操作得到第一计数值N1；当齿轮比大于1的整数时，根据倍频操作得到第一计数值N1；当齿轮比为大于1的非整数时，根据分频操作和倍频操作得到第一计数值N1。

3.根据权利要求2所述的一种基于电子齿轮的跟随控制方法，其特征在于，所述分频操作包括：

S201、电子齿轮模块调用buffer中的齿轮比，定义第三计数变量N3＝0、第四计数变量N4＝0、第五计数变量N5＝0；

S202、当检测到第i个输入脉冲的有效沿时，打开第二定时器，第二计数值N2以第二频率f₂从零进行计数；

S203、令N5＝N3+N4，N3＝N3+N0；

S204、判断N5是否大于等于分子N0，若是则令N3＝0，N4＝N-D，并将N3和N4的值反馈给S203，然后进行步骤S206；否则进行步骤S205；

S205、当检测到第i+1个输入脉冲的有效沿时，令i＝i+1并返回步骤S203；

S206、当检测到第i+1个输入脉冲的有效沿时，读取第二定时器的第二计数值N2，然后进行步骤S207；

S207、根据第二计数值N2得到第一计数值N1；令i＝i+1，返回步骤202。

4.根据权利要求2所述的一种基于电子齿轮的跟随控制方法，其特征在于，所述倍频操作包括：

S211、电子齿轮模块调用buffer中的齿轮比，令i＝1；

S212、当检测到第i个输入脉冲的有效沿时，打开第二定时器，并以第二频率f₂从零进行计数；

S213、当检测到第i+1个输入脉冲的有效沿时，读出第二定时器的第二计数值N2；

S214、根据第二计数值N2得到第一计数值N1，第一定时器根据第一计数值N1调整输出脉冲的周期，并输出调整周期后的脉冲；

S215、将第二定时器的第二计数值N2清零，令i＝i+1并返回步骤S212。