[发明专利]一种云台的控制系统以及控制方法

说明书

本发明提供了一种云台的控制系统以及控制方法，包括四线二相步进电机、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Vsubgt;A/subgt;和Vsubgt;B/subgt;，所述输入电压Vsubgt;A/subgt;和Vsubgt;B/subgt;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Vsubgt;A/subgt;和Vsubgt;B/subgt;正弦波信号的高微步的划分。本发明提供了一套云台的电机控制系统，在结构精度满足条件的前提下，能实现高细分的转动，满足各种远距离视野变化的使用场景，同时优化电机转动的噪声，保持电机的静音转动，使得产品在使用过程中有较为良好的用户体验。

技术领域

本发明涉及步进电机控制领域，尤其涉及一种云台的控制系统以及控制方法。

背景技术

单片机控制步进电机根据各种实际应用场景的不同需要提供不同的解决方案，本发明主要针对在步进电机控制云台的方案，提供位置信息，高精度转动的解决方案。高精度细分的场景可在配合高倍率镜头时，能进行更好的视野变动。同时也适用其他远距离的功能操作，如激光测距的场景等。目前已有的技术基本已满足云台方位变换的基本需求，但是根据实际实现的方案的不同存在高细分便占用太多MCU资源，导致电机波形失真，转动噪声大易失步，低细分便导致转动分辨率不足，无法精确控制较远处的视野变化。而目前市场的发展对云台的控制有了更多的需求，原先简单的方案必须与时俱进，因此急需提供更高精度的方案来满足市场需求，在控制成本的同时，实现在低性能MCU上的高精度转动。

发明内容

基于背景技术存在的问题，本发明提出了一种云台的控制方法。

本发明采用了如下方案：

一种云台的控制系统，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。

优选地，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。

优选地，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。

一种如上所述的云台的控制系统的控制方法，包括如下步骤：

(1)所述云台的控制系统包括第一定时器、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，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：