[发明专利]一种闭环步进电机动态解耦的控制方法、系统及存储介质

说明书

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种闭环步进电机动态解耦的控制方法、系统及存储介质，该控制方法包括，分别获取q轴当前修正电压Uq_Ctr、d轴当前修正电压Ud_Ctr；根据q轴反馈电流Iq_fdk获取d轴补偿电压Ud；根据d轴反馈电流Id_fdk获取q轴补偿电压Uq；以Uq_Ctr与Uq之和作为q轴的实际修正电压Uq*；以Ud_Ctr与Ud之和作为d轴的实际修正电压Ud*；将q轴的实际修正电压Uq*和d轴的实际修正电压Ud*进行反park变换得到电压值，根据电压值的占空比生成PWM波控制步进电机转动。本发明能够实现励磁电流分量与转矩电流分量的动态解耦，提高步进电机的动态性能。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种闭环步进电机动态解耦的控制方法、系统及存储介质。

背景技术

传统步进电机一般仅采用开环控制，为了提高步进电机的输出转矩和转速，在开环步进电机的基础上增加了速度和位置检测形成闭环控制。闭环步进电机电流闭环中利用坐标变换将电流分解为励磁电流分量（d轴电流）和转矩电流分量（q轴电流）分别加以控制，实现了步进电机电流励磁电流分量与转矩电流分量的解耦，但是这种方法只实现了两种电流分量的静态解耦，两者之间仍存在动态耦合关系。特别是在非常高的加减速过渡过程中，速度、位置对电流的耦合影响加剧，使转矩产生瞬时畸变，影响其动态性能。

发明内容

为了解决磁励电流分量和转矩电流分量之间存在动态耦合的技术问题，本发明提供了一种闭环步进电机动态解耦的控制方法以实现磁励电流分量和转矩电流分量之间的动态解耦，另外还提供了一种闭环步进电机的控制系统及存储介质，其具体技术方案如下。

一种闭环步进电机动态解耦的控制方法，包括如下步骤：

根据q轴反馈电流Iq_fdk获取q轴当前修正电压Uq_Ctr；

根据d轴反馈电流Id_fdk获取d轴当前修正电压Ud_Ctr；

根据q轴反馈电流Iq_fdk获取d轴的第一补偿电压Ud；

根据d轴反馈电流Id_fdk获取q轴的第二补偿电压Uq；

以q轴当前修正电压Uq_Ctr与第二补偿电压Uq之和作为q轴的实际修正电压Uq*；以d轴的当前修正电压Ud_Ctr与第一补偿电压Ud之和作为d轴的实际修正电压Ud*；

将q轴的实际修正电压Uq*和d轴的实际修正电压Ud*进行反park变换得到电压值，根据电压值的占空比生成PWM波控制步进电机转动。

进一步的，所述根据q轴反馈电流Iq_fdk获取d轴的第一补偿电压Ud包括：

获取步进电机的固定常数P；

获取速度环中编码器检测的速度反馈值Spd_fdk；

获取步进电机的电感值L；

将步进电机两项正交电流进行Park变换后得到q轴反馈电流Iq_fdk；

计算第一补偿电压Ud，Ud=-p*Spd_fbk*L*Iq_fdk。

进一步的，所述根据d轴反馈电流Id_fdk获取q轴的第二补偿电压Uq包括：

获取步进电机的固定常数P；

获取速度环中编码器检测的速度反馈值Spd_fdk；

获取步进电机的电感值L；

将步进电机两项正交电流进行Park变换后得到d轴反馈电流Id_fdk；

获取磁链ψf；

计算第二补偿电压Uq，Uq= p*Spd_fdk*L*Id_fdk + p*Spd_fdk*ψf。