[发明专利]一种步进电机负载判断方法和步进电机闭环控制系统

权利要求书

1.一种步进电机负载判断方法，其特征在于，包括如下步骤：

当步进电机开始运行时，响应对编码器数值的获取操作；

将当前次获取到的编码器数值与前一次编码器的数值进行比对；

当所述当前次获取到的编码器数值与前一次编码器的数值的差值小于理论运行差值，判定步进电机运行过程发生失步；

根据所述差值确定对应的失步值并根据所述失步值的大小确定对应的步进电机的负载情况；

当所述当前次获取到的编码器数值与前一次编码器的数值的差值小于理论运行差值，判定步进电机运行过程发生失步之后，所述方法还包括：添加对应的失步标识；

当步进电机开始运行时，响应对编码器数值的获取操作，包括：

获取定时器的计数值并将所述计数值与预设第三阈值进行比对，所述预设第三阈值为根据所述步进电机的运行速度确定的定时器的计数阈值；

当所述定时器的计数值等于所述预设第三阈值，获取对应的编码器数值并控制所述定时器响应重新计数；

当所述定时器的计数值等于所述预设第三阈值，获取对应的编码器数值之后，所述方法还包括：

对所述失步标识进行检测；

当检测到所述失步标识，将对应的所述失步值与预设第四阈值进行比对，所述第四阈值表示步进电机的失步值范围内的最大失步值；

当所述失步值小于所述预设第四阈值，增大对应的运行电流值并将所述运行电流值与预设电流阈值进行比对；

当所述运行电流值大于所述预设电流阈值，基于所述运行速度控制步进电机减速运行；

当所述运行电流值小于或等于所述预设电流阈值，基于所述运行速度控制步进电机加速或匀速运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将当前次获取到的编码器数值与前一次编码器的数值进行比对之后，所述方法还包括：

当所述当前次获取到的编码器数值与前一次编码器的数值的差值大于或等于理论运行差值，判定步进电机运行过程未发生失步。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取前、后两次获取到编码器数值时所述步进电机的运行时间；

根据所述前、后两次获取到编码器数值的差值和所述运行时间计算得到所述步进电机的运行速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述定时器的计数值等于所述预设第三阈值，获取对应的编码器数值之后，所述方法还包括：

当未检测到所述失步标识，基于所述运行速度控制步进电机加速或匀速运行。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述运行电流值大于所述预设电流阈值，基于所述运行速度控制步进电机减速运行，包括：

将所述步进电机的当前运行速度与预设速度阈值进行比对；

当所述当前运行速度大于或等于所述速度阈值，控制所述步进电机减速运行直至到达目标位置；

当所述当前运行速度小于所述速度阈值，发出堵转信号并控制所述步进电机停机；

根据预设重试次数控制所述步进电机重新启动运行；

当重新启动运行后所述堵转信号消失，控制所述步进电机减速运行直至到达目标位置；

当重新启动运行后所述堵转信号未消失，控制所述步进电机停机并发出告警信号。

6.一种步进电机闭环控制系统，其特征在于，包括：

步进电机系统，包括步进电机、编码器和驱动控制器；

控制器，与所述步进电机系统连接，用于利用如权利要求1－5任一项所述的步进电机负载判断方法控制所述步进电机系统的运行。

7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，

所述编码器，一侧与所述控制器连接，另一侧与所述步进电机连接，用于将接收的所述步进电机的位置信息转换为对应的编码器数据并输出至所述控制器；

所述驱动控制器，一侧与所述控制器连接，另一侧与所述步进电机连接，用于将所述控制器发送的控制信号转换为步进电机运行驱动信号。

8.一种步进电机负载判断装置，其特征在于，包括：

响应模块，用于当步进电机开始运行时，响应对编码器数值的获取操作；

比对模块，用于将当前次获取到的编码器数值与前一次编码器的数值进行比对；

判定模块，用于当所述当前次获取到的编码器数值与前一次编码器的数值的差值小于理论运行差值，判定步进电机运行过程发生失步，添加对应的失步标识；

确定模块，用于根据所述差值确定对应的失步值并根据所述失步值的大小确定对应的步进电机的负载情况；

所述响应模块，还用于获取定时器的计数值并将所述计数值与预设第三阈值进行比对，所述预设第三阈值为根据所述步进电机的运行速度确定的定时器的计数阈值；当所述定时器的计数值等于所述预设第三阈值，获取对应的编码器数值并控制所述定时器响应重新计数；对所述失步标识进行检测；当检测到所述失步标识，将对应的所述失步值与预设第四阈值进行比对，所述第四阈值表示步进电机的失步值范围内的最大失步值；当所述失步值小于所述预设第四阈值，增大对应的运行电流值并将所述运行电流值与预设电流阈值进行比对；当所述运行电流值大于所述预设电流阈值，基于所述运行速度控制步进电机减速运行；当所述运行电流值小于或等于所述预设电流阈值，基于所述运行速度控制步进电机加速或匀速运行。