[发明专利]一种基于串级PID控制的步进电机控制装置

说明书

本发明公开了一种基于串级PID控制的步进电机控制装置，包括单片机、驱动器模块和驱动模块，所述单片机的输出端与所述驱动器模块的输入端连接，所述驱动器模块的输出端与所述驱动模块的输入端连接，所述驱动模块的输出端与所述单片机的输入端连接，所述单片机的内部设有串级PID控制器，所述串级PID控制器所述串级PID控制器保证了电机在启动和即将到达目标位置后都有一个明显的加速和减速，同时其在运行过程中，减少了振动，过冲等问题，以使步进电机的精度更高，所述零点模块有效的消除了误差的积累，从而提高步进电机的精度。

技术领域

本发明涉及步进电机控制装置技术领域，尤其涉及一种基于串级PID控制的步进电机控制装置。

背景技术

步进电机因其旋转角度由输入脉冲数决定，控制简单，所以，被广泛应用于定位系统中。

传统的开环控制方法比较简单，但控制精度不高，且容易出现失步、过冲等现象。因此在要求严格医疗领域，微小的误差可能导致设备的损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于串级PID控制的步进电机控制装置，旨在解决步进电机控制精度不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于串级PID控制的步进电机控制装置，包括单片机、驱动器模块和驱动模块，所述单片机的输出端与所述驱动器模块的输入端连接，所述驱动器模块的输出端与所述驱动模块的输入端连接，所述驱动模块的输出端与所述单片机的输入端连接，所述单片机的内部设有串级PID控制器；

所述驱动器模块获取相关的编码值，然后将其转换成对应的速度值和位置信息；

所述驱动模块用于控制步进电机进行运动；

所述串级PID控制器计算出相应的脉冲序列。

其中，所述串级PID控制器包括速度环单元和位置环单元，所述位置环单元的输出端与所述速度环单元的输入端连接。

其中，所述基于串级PID控制的步进电机控制装置还包括零点模块，所述零点模块用于将步进电机进行调零处理，所述零点模块的输出端与所述驱动模块的输入端连接。

其中，所述串级PID控制器的计算公式如下：

When Setpoint is constant:。

其中，所述基于串级PID控制的步进电机控制装置还包括散热模块，所述散热模块与机壳拆卸连接。

其中，所述基于串级PID控制的步进电机控制装置还包括连接结构，所述连接结构包括U形连接架和压簧，所述散热模块具有安装腔，机壳具有连接口，所述压簧的两端分别与所述U形连接架和所述散热模块固定连接，所述压簧位于所述安装腔的内部，所述U形连接架与所述散热模块滑动连接，所述U形连接架的一端位于连接口的内部。

本发明的有益效果体现在：所述串级PID控制器所述串级PID控制器保证了电机在启动和即将到达目标位置后都有一个明显的加速和减速，同时其在运行过程中，减少了振动，过冲等问题，以使步进电机的精度更高，所述零点模块有效的消除了误差的积累，从而提高步进电机的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的基于串级PID控制的步进电机控制装置的组成图。

图2是本发明的散热组件与机壳连接处的结构剖视图。