一種消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的CCD照相機(jī)大多采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)以調(diào)節(jié)像距對(duì)被攝物進(jìn)行對(duì)焦，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成一個(gè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(步進(jìn)角)，可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)也可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。
[0003]在實(shí)際應(yīng)用中，由于絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等機(jī)械機(jī)構(gòu)會(huì)因日積月累的磨損導(dǎo)致存在間隙，產(chǎn)生了電機(jī)的回程差;此外，由于某些外界條件可能使機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的阻尼增大，加大電機(jī)負(fù)載導(dǎo)致電機(jī)失步;再者，電機(jī)的高速運(yùn)行時(shí)外界的震動(dòng)也可能導(dǎo)致失步的情況產(chǎn)生，上述情況會(huì)造成電機(jī)行程的誤差，誤差在電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中被不斷累積，由于步進(jìn)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是一個(gè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，沒(méi)有外部傳感器的反饋是很難察覺(jué)這些情況并加以糾正的。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的系統(tǒng)及其控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)因失步或回程差導(dǎo)致工作時(shí)行程誤差不斷累積，沒(méi)有外部反饋難以糾正誤差的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的系統(tǒng)，其中，包括一步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)輸出端連接絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接攝像部并帶動(dòng)攝像部往返運(yùn)動(dòng)進(jìn)行對(duì)焦，還包括一組確定電機(jī)位置的光耦開(kāi)關(guān)組，所述攝像部上還設(shè)置有觸發(fā)光耦開(kāi)關(guān)組的擋片。
[0008]所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的系統(tǒng)，其中，所述確定電機(jī)位置的光耦開(kāi)關(guān)組包括若干個(gè)光親開(kāi)關(guān)。
[0009]所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的系統(tǒng)，其中，所述確定電機(jī)位置的光耦開(kāi)關(guān)組包括八個(gè)光親開(kāi)關(guān)，所述八個(gè)光親開(kāi)關(guān)標(biāo)記為O號(hào)光親開(kāi)關(guān)、I號(hào)光親開(kāi)關(guān)、2號(hào)光親開(kāi)關(guān)、3號(hào)光親開(kāi)關(guān)、4號(hào)光親開(kāi)關(guān)、5號(hào)光親開(kāi)關(guān)、6號(hào)光親開(kāi)關(guān)、7號(hào)光親開(kāi)關(guān)。
[0010]所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的系統(tǒng)，其中，所述光耦開(kāi)關(guān)在所述攝像部運(yùn)動(dòng)方向上等間隔均勻排列。
[0011]所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的系統(tǒng)，其中，所述攝像部為CCD照相機(jī)。
[0012]—種消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的控制方法，其中，包括以下步驟:
[0013]步驟a:步進(jìn)電機(jī)復(fù)位:步進(jìn)電機(jī)上電，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)攝像部向O號(hào)光親開(kāi)關(guān)行進(jìn)，擋片觸到O號(hào)光耦開(kāi)關(guān)后反向運(yùn)行一定距離后停止，該位置標(biāo)定為復(fù)位原點(diǎn)。
[0014]步驟b:對(duì)各光耦開(kāi)關(guān)進(jìn)行位置標(biāo)定:步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行帶動(dòng)攝像部按順序觸發(fā)O號(hào)光耦開(kāi)關(guān)至7號(hào)光耦開(kāi)關(guān)，每觸發(fā)一個(gè)光耦開(kāi)關(guān)單片機(jī)產(chǎn)生中斷，通過(guò)串口輸出當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)相對(duì)于復(fù)位原點(diǎn)的位置，步進(jìn)電機(jī)往返多次得出多組位置數(shù)據(jù)，求其平均值得到每個(gè)光耦開(kāi)關(guān)相對(duì)復(fù)位原點(diǎn)的絕對(duì)位置。
[0015]步驟c:糾正步進(jìn)電機(jī)計(jì)步位置:將每個(gè)光耦開(kāi)關(guān)的絕對(duì)位置和光耦開(kāi)關(guān)的編號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)并保存于單片機(jī)中，攝像部進(jìn)行對(duì)焦往返運(yùn)行時(shí)，擋片每觸發(fā)一個(gè)光耦開(kāi)光，單片機(jī)比較當(dāng)前計(jì)步位置和所觸發(fā)光耦開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的絕對(duì)位置的差值，如果在設(shè)定范圍內(nèi)，不對(duì)計(jì)步位置做修改;如超出設(shè)定范圍，用所觸發(fā)光耦開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的絕對(duì)位置替換當(dāng)前計(jì)步位置。
[0016]步驟d:新的復(fù)位過(guò)程:步進(jìn)電機(jī)上電后帶動(dòng)攝像部就近尋找一光耦開(kāi)關(guān)以確定當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)的位置，位置確定后步進(jìn)電機(jī)停止，復(fù)位成功。
[0017]所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的控制方法，其中，在步驟a中，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)攝像部向O號(hào)光耦開(kāi)關(guān)行進(jìn)的過(guò)程中，I號(hào)光耦開(kāi)關(guān)至7號(hào)光耦開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的中斷被屏蔽。
[0018]所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的控制方法，其中，在步驟a中，擋片觸到O號(hào)光耦開(kāi)關(guān)后反向運(yùn)行至工作行程的中點(diǎn)后停止。
[0019]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過(guò)外加多個(gè)光耦開(kāi)關(guān)來(lái)，定間隔地返回電機(jī)的位置并對(duì)超過(guò)容忍范圍內(nèi)的計(jì)步位置予以糾正，消除計(jì)步誤差累計(jì)，在一定程度上達(dá)到閉環(huán)控制的效果，以解決現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)因失步或回程差導(dǎo)致工作時(shí)行程誤差不斷累積，沒(méi)有外部反饋難以糾正誤差的技術(shù)問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖2是本發(fā)明中控制方法的流程圖。
[0022]附圖標(biāo)注說(shuō)明
[0023]I步進(jìn)電機(jī)
[0024]2攝像部
[0025]3 擋片
[0026]4光耦開(kāi)關(guān)組
[0027]5絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]本發(fā)明提供一種消除步進(jìn)電機(jī)累計(jì)誤差的系統(tǒng)，其中，包括一步進(jìn)電機(jī)I，所述步進(jìn)電機(jī)I輸出端連接絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5，所述絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5連接攝像部2并帶動(dòng)攝像部2往返運(yùn)動(dòng)進(jìn)行對(duì)焦，還包括一組確定電機(jī)位置的光耦開(kāi)關(guān)組4，所述攝像部2上還設(shè)置有觸發(fā)光耦開(kāi)關(guān)組4的擋片3。攝像部2運(yùn)動(dòng)時(shí)擋片3跟隨攝像部2往復(fù)運(yùn)動(dòng)，擋片3運(yùn)行至某一光耦開(kāi)關(guān)時(shí)遮擋光耦開(kāi)關(guān)光線，觸發(fā)光耦開(kāi)關(guān)，單片機(jī)產(chǎn)生中斷，通過(guò)串口即可輸出當(dāng)前電機(jī)的位置，攝像部2的位置用電機(jī)的運(yùn)行步數(shù)表示。
[0030]在本實(shí)施例中，所述確定電機(jī)位置的光耦開(kāi)關(guān)組4包括若干個(gè)光耦開(kāi)關(guān)，優(yōu)選地，光耦開(kāi)關(guān)組4包括八個(gè)光耦開(kāi)關(guān)，所述八個(gè)光耦開(kāi)關(guān)標(biāo)記為O號(hào)光耦開(kāi)關(guān)、I號(hào)光耦開(kāi)關(guān)、2號(hào)光親開(kāi)關(guān)、3號(hào)光親開(kāi)關(guān)、4號(hào)光親開(kāi)關(guān)、5號(hào)光親開(kāi)關(guān)、6號(hào)光親開(kāi)關(guān)、7號(hào)光親開(kāi)關(guān)。當(dāng)然，本發(fā)明并不對(duì)光耦開(kāi)關(guān)的數(shù)量做具體的限定，光耦開(kāi)關(guān)數(shù)量越多，擋片可越快接觸到光耦開(kāi)關(guān)，糾正電機(jī)當(dāng)前計(jì)步位置的頻率越高，對(duì)電機(jī)計(jì)步糾正效果越優(yōu)。
[0031]優(yōu)選地，所述光耦開(kāi)關(guān)在所述攝像部2運(yùn)動(dòng)方向上等間隔均勻排列。
[0032]在本實(shí)施例中，所述攝像部為C⑶照相機(jī)。
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