[发明专利]一种步进电机驱动机头的自适应速度控制方法

说明书

本发明公开了一种步进电机驱动机头的自适应速度控制方法，根据检测得到的步进电机能允许的最大变化速度与最小变化速度，在机头运行允许的最大变化速度内，根据S型曲线加减速控制算法，得出加速度表；并根据预设的步进电机的开始转动速度和规划周期，结合加速度表，获取对应的步进电机速度和脉冲步长表；最后将机头运动的目标位置、目标速度与速度表、脉冲步长表中的值进行比对，调整步进电机达到目标位置前的最大速度接近目标速度，规划出步进电机加减速曲线。本发明的方法在控制机头运行过程中使用了实时读取速度表的方法，大大节省了系统在加速、减速阶段的计算时间，解决了机头在短距离内提速的问题，减小计算误差，提高了控制精度。

技术领域

本发明属于机械运动控制技术领域，尤其涉及一种步进电机驱动机头的自适应速度控制方法。

背景技术

近年来，随着制造业不断地发展与市场需求的扩大，采用由步进电机驱动机头进行往复运动的新型机器，受到广泛的关注和应用。例如，自动编织手套的手套机。手套机的机头运行系统主要依靠步进电机驱动机头进行往复运动，在一个部位编织周期内从零点位置到目标位置再从目标返回零点位置。

当机头正常进行往复运行时，步进电机会承受很大负载，这时容易发生过载现象从而引起丢步，导致机头运行位置发生偏差，当机器高速运动且速度变化频繁情况下更易发生机械碰撞损坏机器。

另外为了提高效率，机头的速度需要在短距离内迅速变化。

现有技术，在步进电机驱动机头的速度控制方面，很难保证在提升机头运行的速度同时保持较好的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种步进电机驱动机头的自适应速度控制方法，在提升机头运行速度的同时，提高了运行的稳定性。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种步进电机驱动机头的自适应速度控制方法，所述步进电机驱动机头的自适应速度控制方法，包括：

检测机头在进行往复运动时，步进电机能允许的最大变化速度与最小变化速度；

在机头运行允许的最大变化速度内，根据S型曲线加减速控制算法，得出加速度表；

根据预设的步进电机的开始转动速度和规划周期，结合加速度表，获取对应的步进电机速度和脉冲步长表；

将机头运动的目标位置、目标速度与速度表、脉冲步长表中的值进行比对，调整步进电机达到目标位置前的最大速度接近目标速度，规划出步进电机加减速曲线。

进一步地，所述在机头运行允许的最大变化速度内，根据S型曲线加减速控制算法，得出加速度表，包括：

令加速度表中的首个加速度b₁等于最大突变速度Δv_max，再根据S型曲线加减速控制算法依次递减得出b₁～b_m的值，m<n；

为使机头步进电机运转速度尽可能达到目标速度V_y，令b_m＝b_m+1＝···＝b_n，即电机运转到加速度值近似最小突变速度Δv_min时进行匀加速度运动，保持速度的稳定提升，加速度表(b₁,b₂,···,b_n)具体计算公式如下：

b_i＝b₁·(1+cosθ_i)(b_i＞Δv_min)