專利名稱：基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法、裝置、控制器和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及步進電機控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法、裝置、控制器和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
步進電機是一種感應電機，它是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(步進角)。步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一?，F(xiàn)有的步進電機常作為執(zhí)行元件存在于伺服控制系統(tǒng)中，采用開環(huán)和半開環(huán)控制方式實現(xiàn)對所述步進電機的控制，其中，半開環(huán)控制形式如圖Ia所示，該種控制形式存在反饋元器件，即，增量編碼器I和絕對位置傳感器2，所述控制器3發(fā)送針對步進電機步進值 的控制指令給驅(qū)動器4，驅(qū)動器4解析后驅(qū)動所述步進電機5運轉(zhuǎn)，所述步進電機5通過傳動機構(gòu)6帶動負載7運轉(zhuǎn),與步進電機5同步的所述增量編碼器I向控制器6實時反饋步進電機5的相對位置，與負載7同步的所述絕對位置傳感器2實時反饋負載的絕對位置給控制器3，控制器3根據(jù)反饋信息不斷更正針對步進電機步進值的控制指令。對于上述半閉環(huán)控制方式實現(xiàn)的伺服控制系統(tǒng)，至少存在如下缺點系統(tǒng)中包含有多個傳感器，因而系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜且成本高；同時，由于控制器并非直接控制負載而是先控制步進電機，由所述步進電機帶動傳動機構(gòu)，因而其控制精度將受到所述傳動機構(gòu)固有缺陷的影響，即當傳動機構(gòu)中齒輪齒隙過大，控制精度只能達到齒隙的精度，為了不影響系統(tǒng)的控制精度，可用傳動機構(gòu)的選擇性較低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法、裝置、控制器和系統(tǒng)，以實現(xiàn)降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜度和成本，以及擴大可用傳動機構(gòu)選擇性的技術(shù)效果。一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法，包括接收采集的負載監(jiān)測量；解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對差量；查找所述比對差量匹配的步進電機步進值；發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令。可選地，所述接收采集的負載監(jiān)測量包括接收由絕對位置傳感器采集的負載位置量?？蛇x地，解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對差量，包括解析所述負載位置量并與當前需求位移控制量進行比對，得到比對位移差量。可選地，發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令包括向所述步進電機所在伺服控制系統(tǒng)中的驅(qū)動器發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令。一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理裝置，包括接收模塊，用于接收采集的負載監(jiān)測量；比對模塊，用于解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對差量;查找模塊，用于查找所述比對差量匹配的步進電機步進值；發(fā)送模塊，用于發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令。一種基于步進電機控制的控制器，包括處理器和存儲器，所述處理器與所述存儲器連接，所述存儲器存儲有
第一指令，用于接收采集的負載監(jiān)測量；第二指令，用于解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對差量;第三指令，用于查找所述比對差量匹配的步進電機步進值；第四指令，用于發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令；所述處理器執(zhí)行所述存儲器中存儲的指令。一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括所述基于步進電機控制的控制器、驅(qū)動器、步進電機、傳動機構(gòu)和傳感器，所述傳感器將采集的負載監(jiān)測量反饋至所述控制器中。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例中的基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法、裝置、控制器和系統(tǒng)，通過處理針對負載采集的監(jiān)測量，并將當前需要針對負載的控制量，通過與電機的步進量進行匹配后轉(zhuǎn)換為對電機的控制量，在僅使用一個負載監(jiān)測傳感器的情況下即實現(xiàn)閉環(huán)的負載控制，降低了伺服控制系統(tǒng)的復雜程度和成本，并且，由于直接針對負載進行監(jiān)測量采集和控制，可規(guī)避傳動機構(gòu)精度影響，擴大可選傳動機構(gòu)選擇性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖Ia為現(xiàn)有技術(shù)的步進電機所在伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖Ib為本發(fā)明實施例公開的一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法流程圖；圖2為本發(fā)明實施例公開的一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例公開的一種基于步進電機控制的控制器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例公開的一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例公開了一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法、裝置、控制器和系統(tǒng)，以實現(xiàn)降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜度和成本，以及擴大可用傳動機構(gòu)選擇性的技術(shù)效果。圖Ib示出了一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法，包括SlOl :接收采集的負載監(jiān)測量；在本實施例中，所述負載監(jiān)測量可以是負載絕對位置表示值，如當前的負載為天線，則通過絕對位置傳感器可采集所述天線當前位置，所述當前位置傳輸至控制器中進一步分析處理。S102 :解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對差量；該步驟可以優(yōu)選地實現(xiàn)為解析所述負載位置量并與當前需求位移控制量進行比 對，得到比對位移差量。如天線當前位置的表示值為35°時，而當前需求的角度控制量為 36°，此時，那么比對位移(角位移)差量為1°，所述天線只需再轉(zhuǎn)動1°，即到達目標位置。S103 :查找所述比對差量匹配的步進電機步進值；所述比對角度差量與所述步進電機步進值存在控制對應關(guān)系，可以解釋為當所述負載需要被控轉(zhuǎn)動1°時，對應的步進電機步進值將轉(zhuǎn)動固定角度，如3°的角位移量。由于所述比對角度差量與所述步進電機步進值存在控制對應關(guān)系，該種對應關(guān)系可以進行調(diào)整，即精度可以參考傳動機構(gòu)的精度，并不因傳動機構(gòu)的精度的限制而需要重新選擇傳動機構(gòu)。S104 :發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令。為了針對負載的位置做出調(diào)整的控制，而需要向所述步進電機所在伺服控制系統(tǒng)中的驅(qū)動器發(fā)送控制指令，由所述步進電機執(zhí)行3°的角位移量，從而促使傳動機構(gòu)帶動所述負載實現(xiàn)1°的角位移變化。本發(fā)明實施例中的數(shù)據(jù)處理方法僅使用一個負載監(jiān)測量的情況下即實現(xiàn)閉環(huán)的負載控制，降低了伺服控制系統(tǒng)的復雜程度和成本。由于直接針對負載進行監(jiān)測量采集和控制，可規(guī)避傳動機構(gòu)精度影響。圖2示出了一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理裝置，包括接收模塊201，用于接收采集的負載監(jiān)測量；比對模塊202，用于解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對
差量;查找模塊203，用于查找所述比對差量匹配的步進電機步進值；發(fā)送模塊204，用于發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令。所述數(shù)據(jù)處理裝置與所述基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法對應，并可解釋為與實現(xiàn)上述方法的虛擬硬件。圖3示出了一種基于步進電機控制的控制器，包括處理器301和存儲器302，所述處理器301與所述存儲器302連接，所述存儲器302存儲有第一指令，用于接收采集的負載監(jiān)測量；第二指令，用于解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對差量;第三指令，用于查找所述比對差量匹配的步進電機步進值；
第四指令，用于發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令；所述處理器執(zhí)行所述存儲器中存儲的指令。可以知道的是，所述處理器是執(zhí)行指令的部件，所述指令存儲在所述存儲器中，上述指令具備時序關(guān)系，可依次按照第一至第四指令的順序由所述處理器調(diào)用和執(zhí)行，然而并不局限于該種實現(xiàn)形式。作為優(yōu)選地，所述第一指令包括接收由絕對位置傳感器采集的負載位置量的指令。第二指令包括解析所述負載位置量并與當前需求位移控制量進行比對，得到比對位移差量的指令。 第四指令包括向所述步進電機所在伺服控制系統(tǒng)中的驅(qū)動器發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令的指令。上述指令的執(zhí)行情況，可參照圖Ib的具體事例，此處不再贅述。圖4示出了一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括圖3圖示及其說明對應的控制器401、驅(qū)動器402、步進電機403、傳動機構(gòu)404和傳感器405，所述傳感器將采集的負載監(jiān)測量反饋至所述控制器中。所述控制器401的工作原理參照圖Ib和圖3圖示及其說明，不再重復描述，本系統(tǒng)從負載的監(jiān)測量采集到解析、比對、查找及發(fā)送控制指令的過程均是針對負載的控制進行的，由于最初采集和最終控制的對象均是負載，故而是全閉環(huán)的伺服控制系統(tǒng)，不僅降低了伺服控制系統(tǒng)的復雜程度和成本，并可規(guī)避傳動機構(gòu)精度影響，擴大可選傳動機構(gòu)選擇性。綜上所述本發(fā)明實施例中的基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法、裝置、控制器和系統(tǒng)，通過處理針對負載采集的監(jiān)測量，并將當前需要針對負載的控制量，通過與電機的步進量進行匹配后轉(zhuǎn)換為對電機的控制量，在僅使用一個負載監(jiān)測傳感器的情況下即實現(xiàn)閉環(huán)的負載控制，降低了伺服控制系統(tǒng)的復雜程度和成本，并且，由于直接針對負載進行監(jiān)測量采集和控制，可規(guī)避傳動機構(gòu)精度影響，擴大可選傳動機構(gòu)選擇性。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置、控制器和系統(tǒng)而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-OnlyMemory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random AccessMemory, RAM)等。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明實施例的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明實施例將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和 新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括 接收采集的負載監(jiān)測量； 解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對差量； 查找所述比對差量匹配的步進電機步進值； 發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令。
2.如權(quán)利要求I所述的基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述接收采集的負載監(jiān)測量包括 接收由絕對位置傳感器采集的負載位置量。
3.如權(quán)利要求2所述的基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對差量包括解析所述負載位置量并與當前需求位移控制量進行比對，得到比對位移差量。
4.如權(quán)利要求2所述的基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令包括 向所述步進電機所在伺服控制系統(tǒng)中的驅(qū)動器發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令。
5.一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，包括 接收模塊，用于接收采集的負載監(jiān)測量； 比對模塊，用于解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對差量； 查找模塊，用于查找所述比對差量匹配的步進電機步進值； 發(fā)送模塊，用于發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令。
6.一種基于步進電機控制的控制器，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述處理器與所述存儲器連接，所述存儲器存儲有 第一指令，用于接收采集的負載監(jiān)測量； 第二指令，用于解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對差量； 第三指令，用于查找所述比對差量匹配的步進電機步進值； 第四指令，用于發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令； 所述處理器執(zhí)行所述存儲器中存儲的指令。
7.如權(quán)利要求6所述的基于步進電機控制的控制器，其特征在于，第一指令包括 接收由絕對位置傳感器采集的負載位置量的指令。
8.如權(quán)利要求7所述的基于步進電機控制的控制器，其特征在于，第二指令包括 解析所述負載位置量并與當前需求位移控制量進行比對，得到比對位移差量的指令。
9.如權(quán)利要求7所述的基于步進電機控制的控制器，其特征在于，第四指令包括 向所述步進電機所在伺服控制系統(tǒng)中的驅(qū)動器發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令的指令。
10.一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其特征在于,包括如權(quán)利要求6-9任一項所述的基于步進電機控制的控制器、驅(qū)動器、步進電機、傳動機構(gòu)和傳感器，所述傳感器將采集的負載監(jiān)測量反饋至所述控制器中。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法、裝置、控制器和系統(tǒng)，其中方法包括接收采集的負載監(jiān)測量；解析所述負載監(jiān)測量并與當前需求控制量進行比對，得到比對差量；查找所述比對差量匹配的步進電機步進值；發(fā)送攜帶針對步進電機步進值的控制指令。本發(fā)明實施例中的基于步進電機控制的數(shù)據(jù)處理方法、裝置、控制器和系統(tǒng)，通過處理針對負載采集的監(jiān)測量，并將當前需要針對負載的控制量，通過與電機的步進量進行匹配后轉(zhuǎn)換為對電機的控制量，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于直接采集及控制電機步進量，引入來源于電機和傳動裝置的誤差所帶來的精確度不高的技術(shù)缺陷，達到了控制器直接處理和控制負載反饋量而對負載控制精確度提高的技術(shù)效果。
文檔編號G05B19/04GK102902217SQ201210430018
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者陳雷 申請人:北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司