[发明专利]一种用于核酸提取工作站的步进电机驱动装置及控制方法

说明书

本发明涉及一种用于核酸提取工作站的步进电机驱动装置及控制方法，所述方法包括：获取位置检测传感器采集的执行机构当前位置，并获取与当前位置、距离当前位置预设长度的第一历史位置及距离当前位置两倍预设长度的第二历史位置对应的步进电机的实际运行参数与目标运行参数误差值；根据当前位置、第一历史位置及第二历史位置对应步进电机的实际运行参数与目标运行参数误差值，利用预设增量式PID误差计算公式计算得出步进电机运行参数修正值；根据步进电机运行参数的修正值通过步进电机驱动模块驱动步进电机修正当前位置对应步进电机工作状态。解决了现有的核酸提取工作站在核酸提取过程中无法准确送达核酸到目标位置造成核酸洒落的问题。

技术领域

本发明涉及核酸提取设备技术领域，尤其涉及一种用于核酸提取工作站的步进电机驱动装置及控制方法。

背景技术

核酸提取工作站可替代手工操作提取核酸，随着生命科学领域的发展，有极大应用需求。核酸提取工作站中的移液管需要经常性地进行往返运动，步进电机是核酸提取工作站中执行机构的重要驱动元件，通过预设步进电机的步长和步数来控制步进电机，以使得执行机构被步进电机驱动到达预设位置，但由于执行机构和步进电机在长时间使用后，会出现一定的机械移位或形变，因此现有的核酸提取工作站存在高频率使用后执行机构无法准确驱动移液管到达预设位置而造成核酸提取过程中核酸无法准确送达目标位置因而洒落的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于核酸提取工作站的步进电机驱动装置及控制方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种用于核酸提取工作站的步进电机驱动装置，包括微处理器、执行机构、位置检测传感器、步进电机、驱动模块，所述执行机构由所述步进电机驱动以带动安装于所述执行机构上的移液管移动，所述位置检测传感器安装于所述执行机构，所述驱动模块与所述步进电机电连接，所述微处理器分别与所述位置检测传感器、所述驱动模块电连接；

所述微处理器用于：

获取所述位置检测传感器采集的所述执行机构的当前位置，并获取与所述当前位置、距离所述当前位置预设长度的第一历史位置及距离当前位置两倍所述预设长度的第二历史位置对应的所述步进电机的实际运行参数与目标运行参数的误差值；

根据所述当前位置、所述第一历史位置及所述第二历史位置对应所述步进电机的实际运行参数与目标运行参数的误差值，利用预设的增量式PID误差计算公式计算得出所述步进电机运行参数的修正值；

根据所述步进电机运行参数的修正值通过步进电机驱动模块驱动步进电机修正当前位置对应步进电机的工作状态。

进一步，所述预设的增量式PID误差计算公式为：

Δu(k)＝K_P(E(k)-E(k-1))+K_IE(k)+K_D((E(k)-E(k-1))-(E(k-1)-E(k-2)))；

其中，K_P为比例常数，K_I为积分常数，K_D为微分常数，E(k)为所述执行机构当前位置对应的步进电机运行参数与目标运行参数的误差值，E(k-1)为所述执行机构距离当前位置预设长度的所述第一历史位置对应的步进电机实际运行参数与目标运行参数的误差值，E(k-2)为所述执行机构距离当前位置两倍预设长度的所述第二历史位置对应的步进电机实际运行参数与目标运行参数的误差值。

进一步，所述微处理器具体用于：

每隔T时间间隔获取一次所述执行机构的当前位置。

进一步，还包括三个限位检测模块，所述三个限位检测模块依次设置于所述执行机构的左极限位置、中间位置、和右极限位置，三个所述限位检测模块分别与所述微处理器电连接；