[发明专利]一种云台的控制系统以及控制方法

权利要求书

1.一种云台的控制系统，其特征在于，包括电机、至少一个定时器以及控制器，所述电机包括定子和转子，所述定子具有相互正交的A端和B端，所述控制器能够控制该A端和B端的输入电压V_A和V_B，所述输入电压V_A和V_B为正弦波信号从而实现所述电机的转动，所述控制器通过所述定时器输出脉冲宽度调制信号，从而实现V_A和V_B正弦波信号的高微步的划分；所述至少一个定时器包括第一定时器、第二定时器和第三定时器，所述控制器通过第一定时器输出PWM波形，所述第二定时器通过设置输入电压V_A和V_B的相位差并调制输入电压V_A和V_B的相位实现电机转动的控制，所述第三定时器来监测目标速度的变化，进行速度值的定时更新；所述控制器通过定时器输出PWM波形，不同占空比代表不同的电压值，将一个完整周期正弦波对应细分多个微步，并根据最大幅值的定义计算对应的电压值，取1/4周期的电压值制表存储。

2.根据权利要求1所述的云台的控制系统，其特征在于，所述控制器为A3988驱动芯片，所述电机的步距角为0.9°。

3.一种如权利要求1所述的云台的控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)控制器通过第一定时器输出PWM波形，不同占空比代表不同的电压值，将一个完整周期正弦波对应细分多个微步，并根据最大幅值的定义计算对应的电压值，取1/4周期的电压值制表存储；

(2)开启第二定时器，通过设置输入电压V_A和V_B的相位差并调制输入电压V_A和V_B的相位实现电机转动的控制；

(3)同步更新第二定时器周期，保持电机均匀变速，根据实际调试确定各段速度需要的微步细分数，所述第二定时器的触发周期计算方式为：T_out＝((arr+1)(psc+1))/T_clk，所述第二定时器的触发周期的单位为ms，所述arr为第二定时器重载周期，所述psc为第二定时器预分频，所述T_clk为第二定时器时钟，所述第二定时器的周期换算速度计算方式为：

S＝1000/(Tout*微步细分数)*步距角*传动比例，所述第二定时器的周期换算速度的单位为°/s，所述步距角为电机转动一周期变化的角度，所述传动比例为电机传动到云台的换算比例；

(4)确定速度加减速曲线，当启动时当目标速度大于启动速度时通过该速度加减速曲线的加速曲线进行加速，当停止时当前速度大于启动速度时，通过该速度加减速曲线的减曲线进行减速；

(5)每次转动或急停时，根据目标速度的不同，按步骤(4)的方法动态更新速度表的值；

(6)通过第三定时器来监测目标速度的变化，进行速度值的定时更新，而第二定时器中每次半波周期执行完时，根据第三定时器刷新的实时速度进行定时器周期的更新，从而实现电机速度的变化。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中调制输入电压V_A和V_B的相位包括如下步骤：

A、对V_A进行正向查表，对V_B进行反向查表；其中，V_B与V_A的具有90°的相位差；

B、通过第二定时器设置查表周期，当经过一次查表周期后，反向V_B的电压方向，同时V_A开始反向查表,V_B开始正向查表；

C、经过第二次查表周期后，反向V_A的电压方向，同时V_A开始正向查表，V_B开始反向查表；

D、经过第三次查表周期后，反向V_B的电压方向，同时V_A开始反向查表，V_B开始正向查表；

E、当V_A执行完一次完整的正弦波时，此刻电机转动一个步距角，返回步骤A进行下一个步距角的转动。