[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

说明书

本发明公开了一种步进电机负载判断方法和步进电机闭环控制系统，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。该方法改变了传统的依靠电流检测来判断电机负载情况的方式，将位置数据用于负载判断，并以此作为调整步进电机输出力矩的依据，提高了步进电机的定位准确度。

技术领域

本发明涉及步进电机技术领域，具体涉及一种步进电机负载判断方法和步进电机闭环控制系统。

背景技术

步进电机以其控制方式简单，精度高，成本经济的诸多优点，在工业和自动化领域得到了广泛地使用。在简单的应用场合，一般采用开环控制方式，即MCU单向的输出脉冲方向控制信号STEP/DIR给驱动器，而不管电机是否运行到位，只要负载在电机的有效力矩范围内就可以不失步地运行，定位精度也能达到要求。但是在负载变化区间大，对定位要求比较严格和可能存在失步风险的应用中，必须采用闭环控制方式才能满足应用要求。现有的力矩闭环控制方式在控制过程中依靠电流来判断并调节电机负载，但是这种方法受到电机速度突变的影响导致无法准确的动态调整电机的输出力矩(负载)，导致电机定位准确性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了涉及一种步进电机负载判断方法和步进电机闭环控制系统，以解决现有技术中在控制过程中依靠电流来判断和调节电机负载情况时定位准确性较差的技术问题。

本发明提出的技术方案如下：

本发明实施例第一方面提供一种步进电机负载判断方法，该步进电机负载判断方法包括：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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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；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。