CN103872963A - 伺服电机的位置控制方法 - Google Patents
伺服电机的位置控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103872963A CN103872963A CN201210550974.8A CN201210550974A CN103872963A CN 103872963 A CN103872963 A CN 103872963A CN 201210550974 A CN201210550974 A CN 201210550974A CN 103872963 A CN103872963 A CN 103872963A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- timer
- processing unit
- central processing
- control method
- position control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 abstract 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
本发明涉及一种伺服电机的位置控制方法，包括如下步骤：提供与伺服电机电气连接的中央处理器和第一定时器、第二定时器；将第一定时器配置成周期计数模式，将第二定时器配置成外部事件计数器运行模式；启动中央处理器、第一定时器和第二定时器；第一定时器运行后开始递增计数，当计数值达到上溢，计数器归零并输出脉冲信号至伺服电机和第二定时器；第二定时器接收脉冲信号并计数，当计数值达到上溢，输出定时中断信号给中央处理器；中央处理器接收到进入后期处理，并发出中断服务指令至第一定时器和第二定时器，第一定时器和第二定时器接收中断服务指令停止运行。该控制方法可适应高精度、高速度计数要求，可降低硬件成本、提高单片机响应速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种伺服电机的位置控制方法。
背景技术
现在交流伺服电机已经被用的越来越多，只要是需要动力源，且对精度有要求的，一般都可能涉及到伺服电机。如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。
为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用全数字式交流伺服电机作为执行电动机。在控制方式上用脉冲串和方向信号实现。一般伺服电机采用三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。
转矩控制方式，是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
位置控制方式，是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置控制方式对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。如，数控机床、印刷机械等等。
速度控制方式，是通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度控制方式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置控制模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。
伺服电机由脉冲信号来驱动，脉冲的频率决定了电机转动的速度，脉冲的个数决定了转动的角度，这就需要一个高精度的脉冲发生器。目前的控制方式通常采用专用的计数器及脉冲发生器来实现，但这会大大提高系统硬件成本。另外也可采用中央处理器模拟软件技术控制程序，定时控制GPIO端口数据可编程的脉冲。但该利用软件方式进行计数存储着计数进度不高的缺陷，无法满足高精度计数的要求，系统的死机也可能造成无法控制的局面。
有鉴于此，有必要对现有的伺服电机的位置控制方法予以改进以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可适应高精度、高速度计数要求，且可降低硬件成本、提高单片机响应速度的伺服电机的位置控制方法。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种伺服电机的位置控制方法，包括如下步骤：
提供与伺服电机电气连接的中央处理器和第一定时器、第二定时器；
将所述第一定时器配置成周期计数模式，将所述第二定时器配置成外部事件计数器运行模式；
启动所述中央处理器、第一定时器和第二定时器；
所述第一定时器运行后开始递增计数，当计数值达到上溢，所述第一定时器的计数器归零并输出脉冲信号至所述伺服电机和第二定时器；
所述第二定时器接收所述第一定时器所输出的脉冲信号并计数，当计数值达到上溢，输出定时中断信号给中央处理器；
所述中央处理器接收到所述中断信号之后进入后期处理，并发出中断服务指令至所述第一定时器和第二定时器，所述第一定时器和第二定时器接收中断服务指令停止运行。
作为本发明的进一步改进，所述第二定时器通过检查第二定时器的输入管脚的输入边沿进行计数。
作为本发明的进一步改进，在所述第一定时器中，所述计数值与第一定时器的比较匹配寄存器中的设定值进行比较；在所述第二定时器中，所述计数值与第二定时器的比较匹配寄存器中的设定值进行比较。
作为本发明的进一步改进，所述中央处理器为32位单片机。
本发明的有益效果是：本发明的伺服电机的位置控制方法适应高精度和高速度计数要求，通过采用配置周期计数模式的第一定时器和配置外部事件计数器运行模式的第二定时器，且由伺服电机和第二定时器共同接收第一定时器的脉冲信号，使启动运行后，直接由第一定时器和第二定时器控制伺服电机，而无需中央处理器参与处理，解放了中央处理器的资源，从而降低了硬件成本，提高了中央处理器的响应速度。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中伺服电机的位置控制方法的功能框图。
图2为第一定时器的波形图。
具体实施方式
请参见图1，本发明一实施例中的伺服电机的位置控制方法采用中央处理器1和第一定时器2、第二定时器3实现伺服电机4的位置控制。在本实施例中，该中央处理器1为32位单片机。该单片机1中内置了多通道的16位定时器构成的多功能定时器脉冲单元。两个通道通过相关寄存器的定义，可灵活配置为计数运行、自由运行、周期计数器运行和外部事件计数器运行模式。第一定时器2和第二定时器3输出伺服电机的位置控制脉冲。
该伺服电机的位置控制方法包括如下步骤：
提供与伺服电机4电气连接的单片机1和第一定时器2、第二定时器3；
将第一定时器2配置成周期计数模式，将第二定时器3配置成外部事件计数器运行模式；
启动单片机1、第一定时器2和第二定时器3；
第一定时器2运行后开始递增计数，当计数值达到上溢，第一定时器2的计数器归零并交替输出0、1脉冲信号至伺服电机4和第二定时器3，该脉冲信号用于控制伺服电机4的转速；
第二定时器3接收第一定时器1所输出的脉冲信号并计数，当计数值达到上溢，输出定时中断信号给单片机1；
单片机1接收到第二定时器3输出的中断信号之后进入后期处理，并发出中断服务指令至第一定时器2和第二定时器3，第一定时器2和第二定时器3接收中断服务指令停止运行，从而完成精确的位置控制。
在第一定时器2中，计数值与第一定时器2的比较匹配寄存器中的设定值进行比较。而第一定时器2所输出的脉冲信号不与比较寄存器中的设定数值进行比较，即，图2中TGRB的数值。
上述第二定时器3通过检查第二定时器3的输入管脚的输入边沿进行计数。且在第二定时器3中，计数值与第二定时器3的比较匹配寄存器中的设定值进行比较。而通过设置比较匹配寄存器的数值，可以精确的技术输入脉冲的个数，即可以驱动伺服电机的旋转的角度，从而达到精确的位置控制。
综上所述，上述伺服电机的位置控制方法适应高精度和高速度计数要求，通过采用配置周期计数模式的第一定时器2和配置外部事件计数器运行模式的第二定时器3，且由伺服电机4和第二定时器3共同接收第一定时器1的脉冲信号，使启动运行后，直接由第一定时器2和第二定时器3控制伺服电机4，而无需中央处理器1参与处理，解放了中央处理器1的资源，从而降低了硬件成本，提高了中央处理器1的响应速度。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。
Claims (4)
1.一种伺服电机的位置控制方法，其特征在于：所述伺服电机的位置控制方法包括如下步骤：
提供与伺服电机电气连接的中央处理器和第一定时器、第二定时器；
将所述第一定时器配置成周期计数模式，将所述第二定时器配置成外部事件计数器运行模式；
启动所述中央处理器、第一定时器和第二定时器；
所述第一定时器运行后开始递增计数，当计数值达到上溢，所述第一定时器的计数器归零并输出脉冲信号至所述伺服电机和第二定时器；
所述第二定时器接收所述第一定时器所输出的脉冲信号并计数，当计数值达到上溢，输出定时中断信号给中央处理器；
所述中央处理器接收到所述中断信号之后进入后期处理，并发出中断服务指令至所述第一定时器和第二定时器，所述第一定时器和第二定时器接收中断服务指令停止运行。
2.根据权利要求1所述的伺服电机的位置控制方法，其特征在于：所述第二定时器通过检查第二定时器的输入管脚的输入边沿进行计数。
3.根据权利要求1所述的伺服电机的位置控制方法，其特征在于：在所述第一定时器中，所述计数值与第一定时器的比较匹配寄存器中的设定值进行比较；在所述第二定时器中，所述计数值与第二定时器的比较匹配寄存器中的设定值进行比较。
4.根据权利要求1所述的伺服电机的位置控制方法，其特征在于：所述中央处理器为32位单片机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210550974.8A CN103872963A (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 伺服电机的位置控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210550974.8A CN103872963A (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 伺服电机的位置控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103872963A true CN103872963A (zh) | 2014-06-18 |
Family
ID=50911162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210550974.8A Pending CN103872963A (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 伺服电机的位置控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103872963A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107809193A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-03-16 | 上海辛格林纳新时达电机有限公司 | 一种电机的运行控制方法、装置及电机驱动器 |
| CN108310544A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-07-24 | 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) | 注射泵控制设备、方法以及装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0561551A (ja) * | 1990-12-25 | 1993-03-12 | Matsushita Electric Works Ltd | プログラマブルコントローラ |
| CN1564455A (zh) * | 2004-04-07 | 2005-01-12 | 何伟斌 | 步进电机控制器 |
| CN1808885A (zh) * | 2005-12-26 | 2006-07-26 | 北京航空航天大学 | 一种适用于医疗机器人的步进电机网络控制装置 |
| JP5056853B2 (ja) * | 2007-09-11 | 2012-10-24 | 株式会社安川電機 | 速度検出方法とそれを用いたモータ制御装置 |
-
2012
- 2012-12-18 CN CN201210550974.8A patent/CN103872963A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0561551A (ja) * | 1990-12-25 | 1993-03-12 | Matsushita Electric Works Ltd | プログラマブルコントローラ |
| CN1564455A (zh) * | 2004-04-07 | 2005-01-12 | 何伟斌 | 步进电机控制器 |
| CN1808885A (zh) * | 2005-12-26 | 2006-07-26 | 北京航空航天大学 | 一种适用于医疗机器人的步进电机网络控制装置 |
| JP5056853B2 (ja) * | 2007-09-11 | 2012-10-24 | 株式会社安川電機 | 速度検出方法とそれを用いたモータ制御装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 苏宏志: "一种基于DSP定时器的加减速控制算法的研究", 《机床与液压》 * |
| 金雯丽等: "利用8098单片机的软件定时器中断实现步进电机的控制", 《电子与自动化》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107809193A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-03-16 | 上海辛格林纳新时达电机有限公司 | 一种电机的运行控制方法、装置及电机驱动器 |
| CN108310544A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-07-24 | 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) | 注射泵控制设备、方法以及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103259470B (zh) | 一种支持多工作模式的步进电机运动系统 | |
| CN107565861A (zh) | 基于stm32控制l6470h驱动器的多轴步进电机控制系统 | |
| CN104796055A (zh) | 一种触屏控制与驱动一体化的4轴步进电机闭环控制系统 | |
| CN108845543A (zh) | 一种四轴冲压上料机器人电气控制系统 | |
| CN106788014A (zh) | 步进电机极速驱动方法 | |
| CN103872963A (zh) | 伺服电机的位置控制方法 | |
| CN108015776A (zh) | 一种基于CompactRIO的机器人控制系统 | |
| CN108983699A (zh) | 基于plc的三轴数控钻床控制系统及其控制方法 | |
| CN103744354A (zh) | 用于制造机器人的plc控制系统及控制方法 | |
| CN105403190A (zh) | 一种步进电机位移检测系统 | |
| CN109732890A (zh) | 一种八轴同步拉伸系统 | |
| CN103488109A (zh) | 用模拟变频器实现主轴定向的装置及方法 | |
| CN112290856A (zh) | 一种基于BeagleBone-Black的电机运动控制器 | |
| CN103513634B (zh) | 拉边机综合控制系统 | |
| CN201654533U (zh) | 可编程逻辑控制器的以太网多轴定位控制模块 | |
| CN105137918A (zh) | 一种plc控制步进电机驱动数控滑台的方法 | |
| CN105223910A (zh) | 一种plc在数控平头设备中的应用 | |
| CN102627000B (zh) | 全自动粘箱机的集成控制方法 | |
| CN204044629U (zh) | 旋转台上组合式传感器定位控制系统 | |
| CN202943678U (zh) | 分割器定位控制驱动系统 | |
| CN208873040U (zh) | 基于plc的三轴数控钻床控制系统 | |
| CN101859132A (zh) | 一种数控机床模拟主轴控制装置及其控制方法 | |
| CN111464087A (zh) | 一种无零位开关步进电机的控制方法及定位机构 | |
| CN112363445A (zh) | 一种玻捻机控制系统 | |
| CN223022566U (zh) | 伺服刀架 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140618 |