CN106125782B - 电机定位修正方法 - Google Patents

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    • G05D13/62—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover characterised by the use of electric means, e.g. use of a tachometric dynamo, use of a transducer converting an electric value into a displacement

Abstract

本发明公开了一种电机定位修正方法，属于工业控制技术领域，该方法包括：S1、驱动器根据控制器输出的脉冲信号驱动电机带动云台从终点b向起点a转动；S2、当云台上镂空处同一部位经过光电开关时，光电开关输出开/关信号发生变化；S3、当控制器检测到光电开关输出开/关信号发生变化时输出脉冲信号以驱动电机减速反向运动；S4、控制器判断接收到开关变化信号的次数是否达到预设次数n，如果否执行步骤S3，如果是则执行步骤S5；S5、控制器停止输出脉冲信号。本发明通过控制电机带动云台在起点a附近做变幅运动，直至电机最终停止的位置与控制器设定的起点a位置相同，消除电机实际停止位置与预定位置的偏差。

Description

电机定位修正方法
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域，特别涉及一种电机定位修正方法。
背景技术
现代工业系统对精密定位的要求越来越高，各个国家都十分重视精密定位技术的水平和发展，并利用精密定位技术进行产品的改革创新，因此，如何提高精密定位系统的定位精度一直是控制领域的研究热点。而在精密定位系统及数控系统中，电机是其重要的组成部分，据统计，每年在工业控制、数控生产及机器人等的应用中，有2/3以上是以电机作为伺服控制系统的，但是在实际应用中经常出现电机实际停止的位置与控制器所设定的位置存在误差。
以步进电机控制系统为例，步进电机无法进行准确定位的原因主要有两方面：一是步进电机运行起来到达终点时，如果立即停止发送脉冲串以控制步进电机停止，步进电机会因为自身的惯性等原因而不会立即停止，发生冲过终点的现象。二是因为控制步进电机的控制元件本身的检测、反馈精度不高，使整个步进电机控制系统难以实现较为精确的定位控制。
而在工业炉电解厂房的电解槽的检测过程中，通过设置图像采集设备如摄像机来对炉内工况环向进行图像采集以获得工况客观真实的参数量是十分常见的，摄像设备安装在转动云台上，摄像设备的角度和姿态的调整通常是由步进电机来驱动的。但实际上，步进电机实际停止的位置与控制器设定的位置出现偏差是客观存在的，因此，极大的影响了对工业炉内工况全貌的图像采集。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电机定位修正方法，以解决现有电机停止的实际位置与控制器设定的位置存在误差的问题。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：提供一种电机定位修正方法，该方法包括：
S1、驱动器根据控制器输出的脉冲信号驱动电机带动云台从终点b向起点a转动；
S2、当云台上开设的镂空处的同一部位经过光电开关时，光电开关输出开/关信号发生变化；
S3、当控制器检测到光电开关输出开/关信号发生变化时，控制器输出脉冲信号至驱动器以驱动电机减速并反向运动，其中，所述的脉冲信号包括频率控制信号和方向控制信号；
S4、控制器判断接收到的开关变化信号的次数是否达到预设次数n，如果未达到，执行步骤S3，如果达到，则执行步骤S5；
S5、控制器停止输出脉冲信号，定位修正过程结束。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过在云台上开设镂空处，镂空处与云台上的起点、终点之间的角度确定，再在镂空处某一部位对应的云台的上下方安装光电开关，当电机带动云台从起点a运行到终点b时，再由终点b返回至起点a，在返回的过程中，步进电机由于自身惯性会冲过终点b，此时，云台上开设的镂空处某一部位最先经过光电开关时，光电开关输出的开关信号会发生变化，控制器检测到开关信号发生变化时立即输出脉冲信号至驱动器来驱动电机减速运动，并在速度减为零时电机改变转动方向，当云台上的镂空处的同一部位再次经过光电开关时，控制器再次输出脉冲信号至驱动器来驱动电机减速运动，如此多次，电机带动云台在起点a附近做幅度逐渐变小的变幅运动，直至电机最终停止的位置与控制器设定的起点a位置相同，消除电机实际停止位置与预定位置的偏差。
附图说明
图1是本发明一实施例中的电机定位修正方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例中电机定位修正系统控制示意图；
图3是本发明一实施例中的云台上镂空处开设结构示意图；
图4是本发明一实施例中的云台由终点b转动至起点a的结构示意图；
图5是本发明一实施例中的步骤S3的细分步骤的流程示意图；
图6是本发明一实施例中根据开/关信号发生变化的时间差Δt对电机定位修正的流程示意图；
图7是本发明一实施例中的电机运行速度梯形曲线关系示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图7，对本发明做进一步详细叙述。
如图1-2所示，本实施例公开了一种电机定位修正方法，该方法包括：
S1、驱动器50根据控制器40输出的脉冲信号驱动电机10带动云台20从终点b向起点a转动；
需要说明的是，云台20上布置有摄像设备60，电机10在上电开始时，带动云台20从起点a运动至终点b，然后再带动云台20从终点b运动至起点a，如此往返运动，使得摄像设备能采集到起点a至终点b之间形成的角度内的炉内工况图像。
S2、当云台20上开设的镂空处21的同一部位经过光电开关30时，光电开关30输出开/关信号发生变化；
该处的同一部位是指云台20在运动过程中，镂空处21最先经过光电开关30的部位，这里不考虑镂空处21其它部位经过关电开关的情况，或者说，这里设定镂空处21的其它部位不会经过光电开关30。
S3、当控制器40检测到光电开关30输出开/关信号发生变化时，控制器40输出脉冲信号至驱动器50以驱动电机10减速并反向运动，其中，所述的脉冲信号包括频率控制信号和方向控制信号；
需要说明的是，通过改变脉冲的输出频率来改变电机10转动的速度，脉冲输出的频率增大，电机10转动的速度增大，脉冲输出的频率减小，电机10转动的速度减小。通过改变输出脉冲的而高低电平来改变电机10转动的方向，比如，可以设置为输出脉冲为高电平的时候，电机10顺时针转动，输出脉冲为低电平时，电机10逆时针转动。
S4、控制器40判断接收到的开关变化信号的次数是否达到预设次数n，如果未达到，执行步骤S3，如果达到，则执行步骤S5；
S5、控制器40停止输出脉冲信号，定位修正过程结束。
该处的n为常数，本领域技术人员可以根据步进电机实际的控制情况设定n的具体取值，比如，这里可以设置n为4，即控制器40第四次检测到光电开关30输出的开/关信号发生变化后，停止输出脉冲信号。
本实施例中通过在云台20上的镂空处21的同一部位经过光电开关30时，控制器40便立即输出脉冲信号，控制电机10的角速度减小并控制电机10改变当前的转动方向，以使镂空处21的同一部位往返经过光电开关30，并且，电机10的转速不停减小，使电机10带动云台20在起点a附近做幅度逐渐变小的变幅运动，最终停在起点a处，这样，就消除了电机10实际停止位置与起点a处的偏差。
具体地，云台20的起点a、终点b与云台20圆心连线之间的夹角为β；镂空处21为缺口状并位于云台20的(360°-β)角度区域内，光电开关30安装在云台30上下方并与镂空处21的同一部位对准。在实际应用中，起点a与云台20圆心间的连线、终点b与云台20圆心间的连线之间的夹角β可以根据工业炉点解厂房内的电解槽的实际图像采集角度的需要进行设置，镂空处21设置云台20的(360°-β)角度区域内并且位于夹角β的角平分线上。镂空处21的缺口具有一定的宽度，以确保缺口只有一侧边沿可以经过关电开关30，而另一侧边沿不会经过光电开关30。
具体地，云台20上的镂空处21经过光电开关30时，光电开关30状态为开；云台20上除镂空处21以外的区域经过光电开关30时，光电开关30的状态为关；所述的开/关信号发生变化是指光电开关30的状态由开变为关或者由关变为开。
如图2-4所示，云台20上布置的摄像机60转动的起点a、终点b以及开设的镂空处21之间的位置一经设定便是固定的，在云台20开始从起点a转动沿顺时针方向终点b的过程中，镂空处21也从光电开关30的位置沿顺时针方向转动β角度，在云台20从终点b沿逆时针方向返回至起点a时，镂空处21也返回至光电开关30处，但是电机10在到达起点a停止时由于惯性的原因，会冲过终点b，因此，镂空处21也会冲过光电开关30。而该处的光电开关30是常闭对射型光电开关，当镂空处21经过光电开关30时，光电开关30输出的光信号为低，即产生开信号。而光电开关30在云台20的其它位置输出的光信号为高，即关信号。因此，在镂空处21的一侧边沿冲过光电开关30时，光电开挂30输出的开/关信号发生变化，控制器40在检测到光电开关30输出的开/信号发生变化时，输出脉冲信号至驱动器50以驱动电机10减速并方向运动。
具体地，如图5所示，上述实施例中的步骤S3具体包括如下细分步骤S31至S32：
S31、当控制器40检测到光电开关30输出开/关信号发生变化时，控制输出方向控制信号、输出的脉冲频率为其中，i为控制器40第一次检测到光电开关30输出开/关信号发生变化时输出脉冲的频率；
需要说明的是，控制器40在第一次检测到光电开关30输出的开/关信号发生变化时，开始计数，并在每次检测到时，控制输出的脉冲频率为n为检测到光电开关30输出的开/关信号发生变化的次数。
S32、驱动器50根据控制器40输出的方向控制信号驱动电机10转向、频率控制信号驱动电机10减速。
需要说明的是，该处控制器40控制输出的脉冲为高电平时，驱动电机10顺时针转动；输出的脉冲为低电平时，控制电机10逆时针转动。
具体地，如图6所示，上述实施例公开的电机定位修正方法的基础上，还包括如下步骤：
A1、控制器40每次检测到光电开关30输出开/关信号发生变化时，控制器40立即记录当前时间点t；
A2、控制器40根据相邻两次检测到光电开关30输出开/关信号发生变化的时间差Δt、以及电机10的角速度变化控制函数计算电机10行走的位移s；
A3、控制器40判断位移s是否小于预设的位移精度so；
A4、如果大于，控制器40输出脉冲控制信号至驱动器50以使驱动器50驱动电机10减速并反向运动；
A5、如果小于，控制器40停止输出脉冲控制信号，定位修正过程结束。
具体地，举例说明如下：控制器40第一检测到光电开关30输出的开/关信号发生变化时，记录时间点为t1；在控制器40第二次检测到光电开关30输出的开/关信号发生变化时，记录时间点为t2，那么时间差Δt＝(t1-t2)，电机10行走的位移其中ω2为镂空处21一侧边沿第一次经过光电开关30时，电机10的角速度，为电机10角速度变化控制函数。还需要说明的是，该处的位移精度so可以根据电机10控制精度的要求进行设定。
具体的，上述实施例中的步骤S1具体为：
驱动器50根据控制器40输出的脉冲信号驱动电机10带动云台20从负载起点a按照梯形速度曲线向负载终点b转动，所述的梯形速度曲线包括加速阶段、匀速阶段和减速阶段。其中，加速阶段为：控制器40对预设的加速阶段运行步数N1执行递减操作，当步数N1减至零时，控制电机10从加速阶段进行匀速阶段；匀速阶段为：控制器40对预设的匀速阶段运行步数N2执行递减操作，当步数N2减至零时，控制电机10从匀速阶段进行减速阶段；减速阶段为：控制器40对预设的减速阶段运行步数N3执行递减操作，当步数N3减至零时，控制电机10停止。该处的N1、N2和N3均为预设常数。
需要说明的是，如图7所示，该处的梯形速度曲线是指电机10以启动速度V0开始从起点a向终点b运行，然后逐渐加速，加速到最大速度Vmax后，就以此速度恒速运行，当云台20快要到达终点b时，开始逐渐减速至启动速度V0，然后以启动速度V0匀速运动，直至走完设定的总步数为止。这样就可以防止云台20上镂空处21还未转至光电开关30位置时，电机10的转速已经减至为零。

Claims (6)

1.一种电机定位修正方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
S1、驱动器(50)根据控制器(40)输出的脉冲信号驱动电机(10)带动云台(20)从终点b向起点a转动；
S2、当云台(20)上开设的镂空处(21)的同一部位经过光电开关(30)时，光电开关(30)输出开/关信号发生变化；
S3、当控制器(40)检测到光电开关(30)输出开/关信号发生变化时，控制器(40)输出脉冲信号至驱动器(50)以驱动电机(10)减速并反向运动，其中，所述的脉冲信号包括频率控制信号和方向控制信号；
S4、控制器(40)判断接收到的开关变化信号的次数是否达到预设次数n，如果未达到，执行步骤S3，如果达到，则执行步骤S5；
S5、控制器(40)停止输出脉冲信号，定位修正过程结束；
云台(20)的起点a、终点b与云台(20)圆心连线之间的夹角为β；
所述的镂空处为缺口状并位于云台(20)的(360°-β)角度区域内，光电开关(30)安装在云台(30)上下方并与镂空处(21)的同一部位对准。
2.如权利要求1所述的电机定位修正方法，其特征在于：云台(20)上的镂空处(21)经过光电开关(30)时，光电开关(30)状态为开；
云台(20)上除镂空处(21)以外的区域经过光电开关(30)时，光电开关(30)的状态为关；
所述的开/关信号发生变化是指光电开关(30)的状态由开变为关或者由关变为开。
3.如权利要求1所述的电机定位修正方法，其特征在于：所述的步骤S3包括：
S31、当控制器(40)检测到光电开关(30)输出开/关信号发生变化时，控制输出方向控制信号、输出的脉冲频率为其中，i为控制器(40)第一次检测到光电开关(30)输出开/关信号发生变化时输出脉冲的频率，n为检测到光电开关( 30) 输出的开/关信号发生变化的次数；
S32、驱动器(50)根据控制器(40)输出的方向控制信号驱动电机(10)转向、频率控制信号驱动电机(10)减速。
4.如权利要求1所述的电机定位修正方法，其特征在于：所述方法还包括
控制器(40)每次检测到光电开关(30)输出开/关信号发生变化时，控制器(40)立即记录当前时间点t；
控制器(40)根据相邻两次检测到光电开关(30)输出开/关信号发生变化的时间差Δt、以及电机(10)的角速度变化控制函数计算电机(10)行走的位移s；
控制器(40)判断位移s是否小于预设的位移精度so；
如果大于，控制器(40)输出脉冲控制信号至驱动器(50)以使驱动器(50)驱动电机(10)减速并反向运动；
如果小于，控制器(40)停止输出脉冲控制信号，定位修正过程结束。
5.如权利要求1所述的电机定位修正方法，其特征在于：所述的步骤S1还包括：
驱动器(50)根据控制器(40)输出的脉冲信号驱动电机(10)带动云台(20)从负载起点a按照梯形速度曲线向负载终点b转动，所述的梯形速度曲线包括加速阶段、匀速阶段和减速阶段。
6.如权利要求5所述的电机定位修正方法，其特征在于：所述的从负载终点位置按照梯形速度曲线向负载起点位置转动包括：
控制器(40)对预设的加速阶段运行步数N1执行递减操作，当步数N1减至零时，控制电机(10)从加速阶段进行匀速阶段；
控制器(40)对预设的匀速阶段运行步数N2执行递减操作，当步数N2减至零时，控制电机(10)从匀速阶段进行减速阶段；
控制器(40)对预设的减速阶段运行步数N3执行递减操作，当步数N3减至零时，控制电机(10)停止。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107359768A (zh) * 2017-07-31 2017-11-17 北京婴萌科技有限公司 一种基于码盘的电机控制系统、下料装置及其控制方法
CN108762325A (zh) * 2018-05-28 2018-11-06 长春博信光电子有限公司 云台移动速度的控制方法、装置及云台
WO2020014906A1 (zh) * 2018-07-18 2020-01-23 深圳市大疆创新科技有限公司 增稳系统及其控制方法
CN109375620B (zh) * 2018-10-12 2020-06-02 深圳市今天国际智能机器人有限公司 利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法及装置
CN111550592B (zh) * 2019-02-12 2022-04-22 浙江三花智能控制股份有限公司 一种控制方法、控制系统及电动阀
CN111258339B (zh) * 2019-11-25 2022-12-09 天津津航技术物理研究所 基于步进电机和光电开关的随动控制装置
CN113870490B (zh) * 2021-11-11 2023-05-02 湖南道恩健康科技有限公司 一种共享艾宝借还设备
CN113838249A (zh) * 2021-11-11 2021-12-24 湖南道恩健康科技有限公司 一种共享艾宝借还方法
CN114513603A (zh) * 2021-12-16 2022-05-17 深圳市睿联技术股份有限公司 控制电路、云台摄像机、控制方法及计算机可读存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201247414Y (zh) * 2008-08-18 2009-05-27 天津市亚安科技电子有限公司 一种高精度云台摄像机定位系统
CN102116404A (zh) * 2010-12-01 2011-07-06 北京佳讯飞鸿电气股份有限公司 一种解决普通云台预置位偏移及偏移累积的方法
CN103401504A (zh) * 2013-08-06 2013-11-20 中国科学院光电技术研究所 一种永磁同步电机转子初始位置的修正方法
CN103605374A (zh) * 2013-08-30 2014-02-26 天津市亚安科技股份有限公司 一种能提高云台定位精度的装置及方法
CN105511510A (zh) * 2016-01-05 2016-04-20 北京石油化工学院 仓储安全距离的扫描监测系统及其定位控制方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07168630A (ja) * 1993-12-15 1995-07-04 Aimetsukusu Kk 引取機駆動制御装置及びこれを用いた引取機

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201247414Y (zh) * 2008-08-18 2009-05-27 天津市亚安科技电子有限公司 一种高精度云台摄像机定位系统
CN102116404A (zh) * 2010-12-01 2011-07-06 北京佳讯飞鸿电气股份有限公司 一种解决普通云台预置位偏移及偏移累积的方法
CN103401504A (zh) * 2013-08-06 2013-11-20 中国科学院光电技术研究所 一种永磁同步电机转子初始位置的修正方法
CN103605374A (zh) * 2013-08-30 2014-02-26 天津市亚安科技股份有限公司 一种能提高云台定位精度的装置及方法
CN105511510A (zh) * 2016-01-05 2016-04-20 北京石油化工学院 仓储安全距离的扫描监测系统及其定位控制方法

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