一种步进电机步距角补偿方法

摘要

本发明涉及一种步进电机步距角补偿方法，其特征在于：设定细分驱动器的细分数和步距角；用精度比步进电机步距角高一个数量级的测量系统测量步距角变化；根据测量结果建立步距角误差模型，微步调整补偿步距角误差，精确控制步进电机转动位置；本发明同现有技术相比，可使步进电机细分数连续变化、无限细分、无级调速、且步进电机的细分倍数可达17179869184倍，可对步进电机的步距角进行灵活补偿且使步距角更加均匀，控制和驱动方式更加灵活，通过补偿前后实际测量结果表明，采用“微步调整虚拟补偿”进行步距角修正的效果非常显著。

主权项

1.一种步进电机步距角补偿方法，其特征在于：设定细分驱动器的细分数和步距角；用精度比步进电机步距角高一个数量级的测量系统测量步距角变化；根据测量结果建立步距角误差模型，微步调整补偿步距角误差，精确控制步进电机转动位置；具体步骤如下：步骤1：设定细分驱动器的细分数和步距角已知所使用的步进电机的齿距角为χ，设定的细分数N，则每一微步对应的微步距角设定步距角α，(并且是的整倍数)，步进电机转过一个步距角α实际上需要走微步；式中：α-步距角；N-细分数N；χ-齿距角，与使用的步进电机有关；步骤2：用精度比步进电机步距角高一个数量级的测量系统测量位置误差δ_n：步骤3：根据测量结果建立步距角误差误差模型δ(n)；对应第n步，设实际位置与理想位置的误差为δ(n)，则δ(n)可由测量列δ₀、δ₁、δ₂、...、δ_n-1通过傅里叶逼近得到，即：$\delta \left(n\right)=\underset{k=0}{\overset{n_2}{\Sigma }}{c}_k{e}^{\mathrm{ink}}$式中：n₂为傅里叶级数保留项，根据步进电机步距角周期性变化规律，一般取值为4，超高精度补偿时可取值到6；通过离散周期数据点的傅里叶逼近得到；$c_k=\frac{1}{n_1}\underset{n=0}{\overset{n_1-1}{\Sigma }}{\delta }_n{e}^{-\mathrm{ink}\frac{2\pi }{n_1}}$(k＝0，1，...，n₂-1)步骤4：建立实际转动位置数学模型p(n)；p(n)＝nα+δ(n)步骤5：计算转动到第m步位置时，实际步距角，即求解方程nα+δ(n)＝mα的根n₀；步骤6：计算微步调整量p：$p=(n_0-m)\frac{\mathrm{\alpha N}}{\chi }$步骤7：驱动器控制驱动步进电机实际转动个微步，实现位置的精确控制，补偿步距角不均匀造成的位置误差。