[发明专利]一种高精度电机闭环控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机控制系统，具体是指一种高精度电机闭环控制系统。

背景技术

目前，在对工作台进行控制时一般采用步进电机进行驱动控制。步进电机 的主要优点之一是能在开环系统中保证一定的控制精度，但开环系统也具有一 些缺点：如无法知道步进电机在点位运动的匀速阶段和起动的升速阶段是否失 步，在步进结束时是否超步，以及由于负载变化而引起的速度变化，尤其当负 载转矩较大且有冲击现象时，失步和丢步现象就显得十分突出，从而影响工作 台的位移精度。因此，如何实现对工作台的准确定位则是目前的当务之急。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的电机开环控制系统无法准确的控制电机，从 而影响工作台的定位精度的缺陷，提供一种高精度电机闭环控制系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高精度电机闭环控制系统，主 要由位置调节器，与位置调节器相连接的电流调节器，与电流调节器相连接的 驱动电路，与驱动电路相连接的电机，与电机相连接的工作台，串接在工作台 与位置调节器之间的光栅尺，以及串接在电机与电流调节器之间的电流采集电 路组成。

进一步的，所述电流采集电路由采样电路，与采样电路相连接的电压跟随 电路，以及与电压跟随电路相连接的输出电路组成；所述电流采集电路的输入 端与电机相连接、其输出端则与电流调节器的输入端相连接。

所述采样电路由三极管VT1，三极管VT2，一端与三极管VT1的发射极相 连接、另一端与15V电压相连接的电阻R1，一端与三极管VT1的集电极相连 接、另一端接地的电阻R2，串接在三极管VT2的集电极和三极管VT1的集电 极之间的电阻R3，正极与三极管VT1的发射极相连接、负极则与三极管VT2 的基极相连接的电容C1组成；所述三极管VT1的基极形成该电流采集电路的 输入端并与电机相连接，其集电极则与电压跟随电路相连接；所述三极管VT2 的发射极与电压跟随电路相连接。

所述电压跟随电路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，串接在放大器P1 的正极和输出端之间的电阻R5，一端与放大器P3的负极相连接、另一端接地 的电阻R6，串接在放大器P2的正极和输出端之间的电阻R4，N极与放大器P3 的输出端相连接、P极则与输出电路相连接的稳压二极管D2，P极与放大器P2 的正极相连接、N极则与稳压二极管D2的N极相连接的二极管D1，以及正极 与放大器P2的输出端相连接、负极则经电阻R7后与稳压二极管D2的P极相 连接的电容C2组成；所述放大器P1的负极与三极管VT2的发射极相连接，其 输出端则与放大器P3的正极相连接；所述放大器P2的负极与三极管VT1的集 电极相连接；所述放大器P3的输出端和稳压二极管D2的N极均与输出电路相 连接。

所述输出电路由三极管VT3，双向晶闸管D4，正极与稳压二极管D2的N 极相连接、负极则与稳压二极管D2的P极相连接的极性电容C3，串接在稳压 二极管D2的N极和三极管VT3的基极之间的电阻R8，正极与稳压二极管D2 的P极相连接、负极则经电阻R9后与双向晶闸管D4的第一阳极相连接的电容 C4，以及P极与放大器P3的输出端相连接、N极则与双向晶闸管D4的第二阳 极相连接的二极管D3组成；所述三极管VT3的集电极与二极管D3的N极相 连接，其发射极则与双向晶闸管D4的控制极相连接的同时接地；所述双向晶闸 管D4的第二阳极则形成该电流采集电路的输出端并与电流调节器的输入端相 连接。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明通过光栅尺检测工作台的位置脉冲并反馈给位置调节器，位置 调节器根据检测到的实际位移状态来实时调整输出的脉冲数、频率，使步进电 机稳定在正常运行状态，并使工作台的实际位置和指令位置相一致，从而可以 精确的定位工作台。

(2)本发明可以实时检测电机的工作电流，并反馈给电流调节器，电流调 节器根据检测到的实际电流与给定电流两者的差值来调节电流输出，由此控制 电机的转速，以达到控制工作台移动速度的目的。

(3)本发明通过电流采集电路可以精确的对电机的实时工作电流进行采集 并反馈给电流调节器，从而可以提高工作台的定位精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的电流采集电路的结构示意图。

具体实施方式