[发明专利]基于FPGA的步进电机升降速控制方法

说明书

一种基于FPGA的步进电机升降速控制方法，包括：基于启动频率、运行时间和目标频率，根据预设的运行公式生成被控步进电机的速度表；根据升速或降速需求确定对所述速度表的读取顺序；基于确定出的所述读取顺序读取所述速度表，利用时钟产生脉冲信号驱动所述被控步进电机进行升降速运动。在步进电机速度的控制中，通过速度表改变脉冲频率以驱动步进电机进行加减速，如此，可以对步进电机的运动精确控制，保证电机的可靠性、不失步，实用性好；而且，步进电机升、降速采用同一张表，降速时，只需要倒序读取表中数据即可，简化了设计，减少RAM容量。

技术领域

本发明属于步进电机控制技术领域，尤其涉及一种基于FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)的步进电机升降速控制方法和系统。

背景技术

目前，由于步进电机的特性，在驱动负载时，电机在启动和停止阶段往往需要加、减速控制，而各种加减速曲线中，采用S形曲线进行升降速更适合于步进电机的矩频特性。

步进电机是一种离散的运动装置，广泛应用于国民经济的各个领域，目前通用的控制方法是采用单片机结合步进电机控制器的方法进行控制，该种控制方法的缺点是：1、由于单片机的运行速度限制，在实现细分驱动时，步进电机速度不高；2、单片机通过定时器控制步进电机的步进脉冲的产生，由于定时器的时间分辨率有限，所以步进电机的运行速度调节是离散的，各级速度之间间隔较大，在一些对速度要求严格的场合不能满足要求；3、由于速度的间隔较大，造成各个速度之间的力矩也不连续，并且由于惯性的原因，容易发生失步；4、步进电机无法按预设步数进行转动。

因此，传统的步进电机控制技术存在着因步进电机容易失步或者无法按预设步数转动导致其实用性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于FPGA的步进电机升降速控制方法和系统，旨在解决传统的步进电机控制技术存在需要根据单片机的类型以定制不同的控制公式效率低，成本高；且因步进电机容易失步或者无法按预设步数转动导致其实用性差的问题。

一种基于FPGA的步进电机升降速控制方法，包括：

基于启动频率、运行时间和目标频率，根据预设的运行公式生成被控步进电机的速度表；

根据升速或降速需求确定对所述速度表的读取顺序；

基于确定出的所述读取顺序读取所述速度表，利用时钟产生脉冲信号驱动所述被控步进电机进行升降速运动。

此外，还提供了一种计算机终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

此外，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果，上述控制方法是基于FPGA设定，可以不需要根据单片机的类型以定制不同的运行公式，而利用通用性高的FPGA设定电机的控制方法，可以兼容各种控制场景，提高了生产效率，节约了研发成本；另外，在步进电机速度的控制中，通过速度表改变脉冲频率以驱动步进电机进行加减速，如此，可以对步进电机的运动精确控制，保证电机的可靠性、不失步，实用性好；而且，步进电机升、降速采用同一张表，降速时，只需要倒序读取表中数据即可，简化了设计，减少RAM(Random Access Memory，内存)容量；另外，当运行目标步数小于升、降速步进之和时，更容易精确控制步进电机运动步数。

附图说明

图1为本发明较佳实施例提供基于FPGA的步进电机升降速控制方法的具体流程图；

图2为本发明较佳实施例提供频率的曲线；