CN106547291A - 运用于伺服马达系统的控制装置与控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种运用于伺服马达系统的控制装置与控制方法。该控制装置中包括：区段参数储存电路、速度叠加电路、速度转换电路及脉冲比较电路，区段参数储存电路储存多个区段参数，当区段参数储存电路输出第一区段参数之后，接收到区段结束信号时，区段参数储存电路输出第二区段参数。速度叠加电路，根据目标速度数值与增量来更新现在速度数值。速度转换电路接收现在速度数值并据以产生脉冲调变信号。脉冲比较电路将脉冲调变信号转换为指令脉冲，并且计数脉冲调变信号所产生的脉冲数目，当到达预设脉冲数目时产生该区段结束信号。本发明提供的用于伺服马达系统的控制装置，能够即时的输出指令脉冲，并且正确地控制伺服马达的速度与位置。

Description

运用于伺服马达系统的控制装置与控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制装置与方法，尤其涉及一种运用于伺服马达系统(servo motor system)的控制装置与控制方法。

背景技术

众所周知，由于伺服马达能够精准的控制其速度(velocity)与位置(position)，因此现今的自动化工业以及精密加工领域中，伺服马达是不可或缺的元件。举例来说，在机械手臂或者机械工作平台领域中，利用多个伺服马达的组合，更可以让机械手臂或者机械工作平台进行多维度(dimension)的操作。

请参照图1，其所绘示为伺服马达系统示意图。伺服马达系统115包括：驱动器(driver)120、伺服马达130、光电编码器(optical encoder)140。

控制装置110根据使用者的设定，输出指令脉冲(command pulses)至伺服马达系统115，用以进行伺服马达130的速度与转向控制。再者，伺服马达系统115为一闭回路控制系统(close-loop control system)。其中，驱动器120根据指令脉冲与反馈脉冲(feedback pulses)来产生驱动电流(driving current)至伺服马达130以控制伺服马达130的速度与转向。

再者，光电编码器140根据伺服马达130的速度与转向产生反馈脉冲至驱动器120。当然，光电编码器140仅是一种反馈元件，也可以由其他装置所取代，例如解角器(resolver)。

基本上，将图1所示的伺服马达系统115安装于机械手臂或者机械工作平台后，使用者即可利用控制装置110输出指令脉冲至伺服马达系统115，并使得机械手臂或者机械工作平台进行1个维度的操作。

当然，将三组相同于图1的伺服马达系统安装于机械手臂或者机械工作平台即可进行三个维度的运作。换言之，利用三个控制装置分别输出指令脉冲至对应的伺服马达系统，即可使得机械手臂或者机械工作平台进行3个维度的操作。

因此，如何能够即时的输出指令脉冲，并且正确地控制伺服马达的速度与位置即为本发明所欲实现的目的。

发明内容

为达到上述目的，本发明提供一种运用于伺服马达系统的控制装置与控制方法，以解决无法正确控制伺服器马达的速度与位置的技术问题。

本发明有关于一种运用于伺服马达系统的控制装置，产生一指令脉冲至一伺服马达系统，该控制装置包括：一区段参数储存电路，储存多个区段参数，且每一该区段参数包括：一目标速度数值、一增量与一预设脉冲数目，其中当该区段参数储存电路输出一第一区段参数之后，接收到一区段结束信号时，该区段参数储存电路输出一第二区段参数；一速度叠加电路，接收该第二区段参数中的该目标速度数值与该增量并产生一现在速度数值，其中该现在速度数值会由该第一区段参数中的该目标速度数值变化至该第二区段参数中的该目标速度数值；一速度转换电路，接收该现在速度数值并据以产生一脉冲调变信号；以及一脉冲比较电路，将该脉冲调变信号转换为该指令脉冲中的一第一信号，其中该脉冲比较电路接收该预设脉冲数目并计数该脉冲调变信号所产生的脉冲数目，当该脉冲调变信号产生的脉冲数目到达该预设脉冲数目时，产生该区段结束信号。

本发明有关于一种控制方法，用于一控制装置产生一指令脉冲至一伺服马达系统，该控制方法包括：(a)根据一区段结束信号，控制该伺服马达系统结束一第一区段并开始一第二区段，其中于该第一区段时，根据一第一区段参数产生该指令脉冲，且于该第二区段时，根据一第二区段参数产生该指令脉冲；(b)接收该第二区段参数中的一目标速度数值、一增量与一预设脉冲数目；(c)设定一现在速度数值等于该第一区段参数中的该目标速度数值；(d)判断一脉冲调变信号产生的脉冲数目是否到达该预设脉冲数目；其中于该脉冲调变信号产生的脉冲数目到达该预设脉冲数目时，结束该第二区段；(e)于该脉冲调变信号产生的脉冲数目尚未到达该预设脉冲数目时，判断该现在速度数值是否到达该第二区段中的该目标速度数值；其中，当该现在速度数值到达该目标速度数值时，回到该步骤(d)；以及(f)当该现在速度数值尚未到达该第二区段中的该目标速度数值时，更新该现在速度数值等于该现在速度数值加上一修正增量，并回到该步骤(d)，其中该修正增量等于该增量乘上一权重；其中，该控制装置根据该现在速度数值来产生该脉冲调变信号并决定该脉冲调变信号的频率，且该脉冲调变信号为该指令脉冲中的一第一信号。

本发明提供的用于伺服马达系统的控制装置，能够即时的输出指令脉冲，并且正确地控制伺服马达的速度与位置。

附图说明

图1所绘示为伺服马达系统示意图。

图2A的脉冲格式为单一脉冲方向(One Pulse Direction)指令脉冲。

图2B的脉冲格式为A/B相位(A/B phase)指令脉冲。

图2C的脉冲格式为顺逆时钟转动(Clockwise Counterclockwise)指令脉冲。

图3所绘示为本发明运用于伺服马达系统的控制装置。

图4A所绘示为区段参数储存电路示意图。

图4B所绘示为速度叠加电路示意图。

图4C所绘示为速度转换电路示意图。

图4D与图4E所绘示为脉冲调变信号PWM产生器的一实施例及其相关信号示意图。

图5A所绘示为本发明运用于伺服马达系统的控制方法。

图5B所绘示为脉冲调变信号PWM频率变化示意图。

图6所绘示为本发明另一速度叠加电路示意图。

图7A所绘示为本发明运用于伺服马达系统的另一控制方法。

图7B所绘示为脉冲调变信号PWM频率变化示意图。

图8所绘示为另一区段参数储存电路示意图。

附图标记说明：

110：控制装置

115：伺服马达系统

120：驱动器

130：伺服马达

140：光电编码器

300：控制装置

310：速度叠加电路

312、612：速度加法器

314、614：速度限制器

320：速度转换电路

322：PWM产生器

330：区段控制电路

332：脉冲比较电路

336、800：区段参数储存电路

360：伺服马达系统

371、377：计数器

373：除法器

375、379：比较器

616：运算滤波器

618：权重对照表

具体实施方式

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合附图说明书附图，作详细说明如下：

基本上，控制装置根据伺服马达系统的格式，可产生多种脉冲格式的指令脉冲。其中，指令脉冲中包括a1信号与a2信号。详细说明如下：

图2A的脉冲格式为单一脉冲方向(One Pulse Direction)指令脉冲示意图。其中，a1信号的脉冲频率(frequency)可进一步控制驱动器(driver)来改变驱动电流的频率，而驱动电流的频率即可用来控制伺服马达的速度。举例来说，当a1信号脉冲频率越高(脉冲宽度越窄)，伺服马达230的速度会加快；反之，当a1信号脉冲频率越低(脉冲宽度越宽)，伺服马达230的速度会减慢。再者，a2信号用来指示转动方向。因此，由a2信号可知，于时间点t1时，伺服马达被控制往第一方向(例如顺时钟方向)转动；而于时间点t2时，伺服马达被控制往第二方向(例如逆时钟方向)转动。

图2B的脉冲格式为A/B相位(A/B phase)指令脉冲示意图。其中，指令脉冲中包括a1信号与a2信号。当a1信号的脉冲相位超前a2信号的脉冲相位90度时，指令脉冲可控制伺服马达进行第一方向的转动；反之，当a1信号的脉冲相位落后a2信号的脉冲相位90度时，代表指令脉冲可控制伺服马达进行第二方向的转动。因此，于时间点t1时，伺服马达被控制往第一方向转动；而于时间点t2时，伺服马达被控制往第二方向转动。同理，a1信号与a2信号的脉冲频率可以控制伺服马达的速度。

图2C的脉冲格式为顺逆时钟转动(Clockwise Counterclockwise)指令脉冲示意图。其中，当a1信号动作时，伺服马达往第一方向转动；当a2信号动作时，伺服马达往第二方向转动。因此，于时间点t1时，伺服马达被控制往第一方向转动；而于时间点t2时，伺服马达被控制往第二方向转动。同理，a1信号与a2信号的脉冲频率可以控制伺服马达的速度。

基本上，伺服马达系统接收到一个脉冲(pulse)时，驱动器可控制伺服马达转动一个固定角度。举例来说，假设单一脉冲方向指令脉冲中，一个脉冲可以控制伺服马达转动1度，因此3600个脉冲即可控制伺服马达转动3600度，也就是10圈。换言之，控制控制伺服马达转动的角度即可控制伺服马达的位置。

再者，当脉冲的频率越高，也就是脉冲宽度(pulse width)越窄时，可加快伺服马达的速度；而当脉冲的频率越低，也就是脉冲宽度越宽时，可降低伺服马达的速度。换句话说，控制单一脉冲方向指令脉冲中的脉冲频率即可控制伺服马达的速度。当然，相同的原理也可以运用于A/B相位指令脉冲或者顺逆时钟转动指令脉冲，此处不再赘述。

请参照图3，其所绘示为本发明运用于伺服马达系统的控制装置。其中，控制装置300连接至伺服马达系统360，且控制装置300包括：速度叠加电路(velocity superposing circuit)310、速度转换电路(velocity transferring circuit)320、区段控制电路330。其中，区段控制电路330还包括：区段参数储存电路(segment parameter storage circuit)336与脉冲比较电路(pulse comparisoncircuit)332。再者，伺服马达系统360接收指令脉冲(a1信号与a2信号)用以控制伺服马达的运作。另外，图3中的伺服马达系统360相同于图1中的伺服马达系统115，此处不再赘述。

基本上，使用者可将多组区段参数设定于区段参数储存电路336中。而多组区段参数可以控制伺服马达在不同区段中的速度与位置。再者，每一个区段参数中包括一目标速度数值(target velocity，Vt)、一增量(increment，ΔV)、一预设脉冲数目(predetermined pulse number，Nd)与一方向信号(directionsignal，Dir)。其中，目标速度数值Vt可对应至一目标频率(target frequency)，增量ΔV对应至一频率增量(frequency increment)。

速度叠加电路310接收目标速度数值Vt与增量ΔV并计算出现在速度数值(current velocity，Vc)至速度转换电路320。而速度转换电路320根据现在速度数值Vc产生脉冲调变信号PWM。

脉冲比较电路332将脉冲调变信号PWM作为指令脉冲中的一个信号，例如指令脉冲中的a1信号。另外，脉冲比较电路332根据方向信号Dir来产生指令脉冲中的另一个信号，例如a2信号。而由a1信号与a2信号所组成的单一脉冲方向的指令脉冲即可传递至伺服马达系统360。

另外，脉冲比较电路332接收预设脉冲数目Nd，并且根据预设脉冲数目Nd来计数(count)指令脉冲(例如a1信号)的脉冲数目。当指令脉冲(例如a1信号)的脉冲数目到达预设脉冲数目Nd时，代表伺服马达到达该区段所预设的位置。因此，脉冲比较电路332产生区段结束信号Nx至区段参数储存电路356，而区段参数储存电路356提供下一区段的区段参数至速度叠加电路310与脉冲比较电路332。

由以上知说明可知，控制装置300中的区段控制电路330可以控制伺服马达360在特定区段中的速度与位置。而以下详细介绍本发明控制装置300中的细部电路区块与运作方式。

请参照图4A，其所绘示为区段参数储存电路示意图。区段参数储存电路336中包括一存储器用以储存多组区段参数。如图4A所示，区段(i-1)的区段参数为：目标速度数值Vt_i-1、增量ΔV_i-1、预设脉冲数目Nd_i-1、方向信号Dir_i-1；区段i的区段参数为：目标速度数值Vt_i、增量ΔV_i、预设脉冲数目Nd_i、方向信号Dir_i；区段(i+1)的区段参数为：目标速度数值Vt_i+1、增量ΔV_i+1、预设脉冲数目Nd_i+1、方向信号Dir_i+1。

举例来说，假设区段参数储存电路336已经将区段(i-1)的区段参数(Vt_i-1、ΔV_i-1、Nd_i-1、Dir_i-1)输出。之后，接收到区段结束信号Nx时，区段参数储存电路336即输出区段i的区段参数(Vt_i、ΔV_i、Nd_i、Dir_i)，用以根据增量ΔV_i与目标速度Vt_i产生脉冲调变信号PWM以控制伺服马达的速度，并且根据预设脉冲数目Nd_i来计数脉冲调变信号PWM中的脉冲数目以控制伺服马达的位置。同理，当段参数储存电路336再次接收到区段结束信号Nx时，区段参数储存电路336即再输出区段(i+1)的区段参数(Vt_i+1、ΔV_I+1、Nd_i+1、Dir_i+1)。

请参照图4B，其所绘示为速度叠加电路示意图。速度叠加电路310包括：速度加法器312与速度限制器314。当速度加法器312接收到增量ΔV时，将现在速度数值Vc与ΔV叠加之后成为叠加速度数值Va并传送至速度限制器314。基本上，当增量ΔV为正值时，叠加速度数值Va会递增，用以加快伺服马达的速度；反之，当增量ΔV为负值时，叠加速度数值Va会递减，用以降低伺服马达的速度。

再者，每经过一插补周期(interpolation period，τ)后，速度限制器314判断目标速度数值Vt与叠加速度数值Va之间的关系。当叠加速度数值Va尚未到达目标速度数值Vt时，速度限制器314会将叠加速度数值Va作为现在速度数值Vc并输出。当叠加速度数值Va到达目标速度数值Vt时，速度限制器314会将叠加速度数值Va作为现在速度数值Vc并且不再改变现在速度数值Vc。

再者，当速度加法器312再次接收到更新的增量ΔV与目标速度数值Vt用以启动下一区段时，现在速度数值Vc即为前一区段的目标速度数值Vt，并且再次重复上述的流程。

由以上的说明可知，当速度叠加电路310每次接收到增量ΔV与目标速度数值Vt时，速度叠加电路310会逐渐地改变现在速度数值Vc直到现在速度数值Vc等于目标速度数值Vt为止。再者，上述的插补周期并非为一个定值，使用者可以根据实际的情况适当地修改变插补周期的时间长短。

请参照图4C，其所绘示为速度转换电路示意图。速度转换电路320中包括一脉冲调变信号PWM产生器322。基本上，PWM产生器322接收系统时脉CLKs、现在速度数值Vc与责任周期数值Duty。再者，速度转换电路320会根据现在速度数值Vc来对系统时脉CLKs进行除频动作，并根据责任周期数值Duty来产生脉冲调变信号PWM。

举例来说，假设系统时脉CLKs为100MHz、现在速度数值Vc为100KHz、责任周期数值(duty cycle，Duty)为0.5，则脉冲调变信号PWM产生器322可产生责任周期为50％且100KHz的脉冲调变信号PWM。

根据以上的说明，速度转换电路320将现在速度数值Vc所代表的频率数值作为脉冲调变信号PWM的频率。当然，本发明并不限定于此。在此领域的技术人员可以设计脉冲调变信号PWM的频率与现在速度数值Vc之间具有一固定比例关系即可。举例来说，现在速度数值Vc所代表的频率数值五倍于脉冲调变信号PWM的频率。

请参照图4D与图4E，其所绘示为脉冲调变信号PWM产生器的一实施例及其相关信号示意图。在此时施例中，以系统时脉CLKs为100MHz(周期为10ns)、现在速度数值Vc为100KHz、周期数值为0.4(也就是，高电平与低电平之间的比例为2:3)为例来进行说明。再者，图4D仅是实现PWM产生器322的一种实施例而已，并非用来限定本发明。

PWM产生器322包括第一计数器371、第二计数器377、第一比较器375、第二比较器379与除法器373。

第一计数器371计数系统时脉CLKs的脉冲并输出第一计数值Cnt1。而除法器373将除频常数(frequency divided constant，Cf)除以现在速度数值Vc，并产生一参考数值Nref。假设，除频常数Cf为10⁸，则参考数值Nref即为(10⁸/100K＝10³)。

第一比较器375接收第一计数值Cnt1与参考数值Nref，并且于第一计数值Cnt1到达参考数值Nref时，改变参考时脉CLKref的电平。同时，第一比较器375重置(reset)第一计数器371，使得第一计数值Cnt1归零，并且再次根据系统时脉CLKs来计数。因此，由图4E可知，第一比较器375产生的参考时脉CLKref的周期Tref即为10μs。

再者，第二计数器377计数参考时脉CLKref的脉冲并输出第二计数值Cnt2至第二比较器379。第二比较器379根据责任周期数值为0.4来比较第二计数值Cnt2，并产生脉冲调变信号PWM。

举例来说，第二比较器379比较第二计数值Cnt2的变化次数。当第二计数值Cnt2变化2次后，第二比较器379将脉冲调变信号PWM改变为低电平；并且，当第二计数值Cnt2变化3次后，第二比较器将脉冲调变信号PWM改变为高电平。如此周而复始，即可产生图4E的脉冲调变信号PWM，且其周期Tpwm为50μs。

请参照图5A，其所绘示为本发明运用于伺服马达系统的控制方法。其中，此控制方法运用于图3所示的控制装置300，且控制装置300中会持续地根据现在速度数值Vc来产生脉冲调变信号PWM并决定脉冲调变信号PWM的频率，而产生的脉冲调变信号PWM会传递至伺服马达系统360。

首先，当一个区段开始(步骤S501)时，接收该区段的目标速度数值Vt、增量ΔV、预设脉冲数目Nd(步骤S502)。接着，设定现在速度数值Vc等于前一区段的目标速度数值(步骤S503)。

接着，判断脉冲调变信号PWM是否已经产生Nd个脉冲(步骤504)。当脉冲调变信号PWM已经产生Nd个脉冲时，产生区段结束信号Nx(步骤507)；反之，当脉冲调变信号PWM尚未产生Nd个脉冲时，再继续判断现在速度数值Vc是否到达目标速度数值Vt(步骤505)。

当现在速度数值Vc已经到达目标速度数值Vt时，继续执行步骤S504；反之，现在速度数值Vc尚未到达目标速度数值Vt时，于插补周期(τ)后，更新现在速度数值Vc为现在速度数值Vc加上增量ΔV(步骤S506)后，继续执行步骤S504。

再者，当区段参数储存电路336接收到区段结束信号Nx后，代表该区段已经结束，并且可继续开始下一区段，并且再次执行一次图5A所示的步骤。

请参照图5B，其所绘示为脉冲调变信号PWM频率变化示意图。假设前一区段的目标速度数值为10KHz，则设定现在速度数值Vc为10KHz。再者，由于增量ΔV为10KHz，所以每经过一次插捕周期τ(100μs)后，现在速度数值Vc会增加10KHz。并且，于1ms时，现在速度数值Vc会到达目标速度数值Vt，也就是100KHz。

再者，由于图5B中，所有方形的面积加总即为脉冲调变信号PWM的脉冲数。因此，于10.5ms附近时，脉冲调变信号PWM产生Nd个(1000个)脉冲，代表伺服马达已经到达该区段所设定的位置，所以可以产生区段结束信号Nx至区段参数储存电路336用以启动下一区段。

由于图5B中的现在速度数值Vc每次皆以固定值的增量ΔV变化，因此伺服马达在运作的过程会受到惯性的影响而呈现较不稳定的状态。本发明可以修正速度叠加电路310而改善此缺陷。

请参照图6，其所绘示为本发明另一速度叠加电路示意图。速度叠加电路310包括：权重对照表(weighting look-up table)618、运算滤波器(operationfilter)616、速度加法器612与速度限制器614。其中，权重对照表618中记录多个权重(weighting，W1～Wi)。而每经过一插捕周期(τ)后，运算滤波器616会依序的将增量ΔV乘以对应的权重成为修正增量(modified increment，ΔV’)。

之后，当速度加法器612接收到修正增量ΔV’时，将现在速度数值Vc与修正增量ΔV’叠加的后成为叠加速度数值Va并传送至速度限制器614。

再者，每经过一插捕周期(τ)后，速度限制器614判断目标速度数值Vt与叠加速度数值Va之间的关系。当叠加速度数值Va尚未到达目标速度数值Vt时，速度限制器614会将叠加速度数值Va作为现在速度数值Vc并输出。当叠加速度数值Va到达目标速度数值Vt时，速度限制器614会将叠加速度数值Va作为现在速度数值Vc并且不再改变现在速度数值Vc。

再者，当速度加法器612再次接收到更新的增量ΔV与目标速度数值Vt用以启动下一区段时，现在速度数值Vc即为前一区段的目标速度数值Vt，并且再次重复上述的流程。

由以上的说明可知，当速度叠加电路310每次接收到修正增量ΔV’与目标速度数值Vt时，速度叠加电路310会逐渐地改变现在速度数值Vc直到现在速度数值Vc等于目标速度数值Vt为止。换言之，由于权重对照表提供的权重为一个时变(time variant)的数值，所以使得现在速度数值Vc并以非以固定的增量在改变。

当然，如果将权重对照表618中的多个权重设定为完全相同的一个定值(例如W1～Wi皆设定为1)，则图6的速度叠加电路310与图4B的速度叠加电路310会产生完全相同的结果。

请参照图7A，其所绘示为本发明运用于伺服马达系统的另一控制方法。其中，此控制方法运用于图3所示的控制装置300，且控制装置300中会持续地根据现在速度数值Vc来产生脉冲调变信号PWM并决定脉冲调变信号PWM的频率，而产生的脉冲调变信号PWM会传递至伺服马达系统360。

首先，当一个区段开始(步骤S701)时，接收该区段的目标速度数值Vt、增量ΔV、预设脉冲数目Nd(步骤S702)。接着，设定现在速度数值Vc等于前一区段的目标速度数值(步骤S703)。

接着，判断脉冲调变信号PWM是否已经产生Nd个脉冲(步骤704)。当脉冲调变信号PWM已经产生Nd个脉冲时，产生区段结束信号Nx(步骤707)；反之，当脉冲调变信号PWM尚未产生Nd个脉冲时，再继续判断现在速度数值Vc是否到达目标速度数值Vt(步骤705)。

当现在速度数值Vc已经到达目标速度数值Vt时，继续执行步骤S704；反之，现在速度数值Vc尚未到达目标速度数值Vt时，于插补周期(τ)后，更新现在速度数值Vc为现在速度数值Vc加上增量ΔV乘以对应权重(步骤S706)后，继续执行步骤S704。

当区段参数储存电路336接收到区段结束信号Nx后，即可继续开始下一区段，并且再次执行一次图7A所示的步骤。

请参照图7B，其所绘示为脉冲调变信号PWM频率变化示意图。假设前一区段的目标速度数值为1KHz，则设定现在速度数值Vc为1KHz，并且现在速度数值Vc会变化至目标速度数值Vt(30KHz)。再者，权重对照表618中的多个权重会依序由小变大并由大变小。换言之，修正增量ΔV’也会由小变大并由大变小。

明显地，由图7B可知，由于现在速度数值Vc每次的变化并非为一个固定值的增量ΔV，将使得伺服马达在运作的过程中更稳定。

同理，由于图7B中，所有方形的面积加总即为脉冲调变信号PWM的脉冲数。因此，于10.5ms附近时，脉冲调变信号PWM产生Nd个(1000个)脉冲，代表伺服马达已经到达该区段所设定的位置，所以可以产生区段结束信号Nx至区段参数储存电路336用以启动下一区段。

由以上的说明可知，本发明提出一种运用于伺服马达系统的控制装置与相关方法。其利用多个区段参数来产生脉冲调变信号PWM作为a1信号，而根据区段参数中的方向信号Dir即可产生正反转的a2信号，并成为单一脉冲方向指令脉冲，用以控制伺服马达系统的运作。当然，利用图3的概念，也可以制造出一对脉冲调变信号PWM，作为A/B相位指令脉冲或者顺逆时钟转动指令脉冲来控制伺服马达系统的运作。

再者，根据图4A的说明，区段参数储存电路336由低区段往高区段来逐次输出区段参数。然而，本发明并不限定于此，在此领域的技术人员也可以提供更多栏位用以编程(program)区段参数储存电路输出区段参数的次序。以下以一个实际的范例来详细对其进行说明：

请参照图8，其所绘示为另一区段参数储存电路示意图。区段参数储存电路800中包括一存储器用以储存多组区段参数。每个区段的栏位包括：区段索引栏位(index)、区段切换管理栏位(SSM)、区段跳越指示栏位(Jump ptr)、目标速度数值栏位(Vt)、增量栏位(ΔV)、预设脉冲数目栏位(Nd)、方向信号栏位(Dir)。区段切换管理栏位(SSM)用来控制区段指标(segment point、seg_ptr)的动作。其中，“0”代表区段数目加1(increase)、“1”代表区段数目减1(decrease)、“2”代表区段跳越(jump)、“3”代表区段结束(stop)。

如图8所示，于初始状态(initial state)时，初始速度为零，并且区段指标seg_ptr指向(point to)区段0。此时，区段参数储存电路800输出区段0的目标速度Vt(100Hz)、增量ΔV(+10Hz)、预设脉冲数目Nd(100)、与方向信号Dir(0)。也就是，脉冲调变信号PWM由0Hz开始，每经过一个插补周期τ后，频率会增加一个增量(ΔV＝+10Hz)直到到达目标速度(Vt＝100Hz)为止。并且，方向信号为0，代表控制伺服马达往第一方向旋转。当脉冲调变信号PWM产生100个脉冲数目时，区段参数储存电路800会接收到区段结束信号Nx。

再者，由于区段0中，区段切换管理栏位(SSM)的设定为“0”代表区段数目加1。因此，如S1所示，当区段参数储存电路800接收到区段结束信号Nx时，区段指标seg_ptr会指向区段1。此时，区段参数储存电路800输出区段1的目标速度Vt(120Hz)、增量ΔV(+5Hz)、预设脉冲数目Nd(300)、与方向信号Dir(0)。也就是，脉冲调变信号PWM由100Hz开始，每经过一个插补周期τ后，频率会增加一个增量(ΔV＝+5Hz)直到到达目标速度(Vt＝120Hz)为止。并且，方向信号为0，代表控制伺服马达往第一方向旋转。当脉冲调变信号PWM产生300个脉冲数目时，区段参数储存电路800会接收到区段结束信号Nx。

再者，由于区段1中，区段切换管理栏位(SSM)的设定为“2”代表区段数跳越，且区段跳越指示栏位(Jump ptr)指示区段5。因此，如S2所示，当区段参数储存电路800接收到区段结束信号Nx时，区段指标seg_ptr会指向区段5。此时，区段参数储存电路800输出区段5的目标速度Vt(10Hz)、增量ΔV(-5Hz)、预设脉冲数目Nd(300)、与方向信号Dir(1)。也就是，脉冲调变信号PWM由120Hz开始，每经过一个插补周期τ后，频率会减少一个增量(ΔV＝-5Hz)直到到达目标速度(Vt＝10Hz)为止。并且，方向信号为1，代表控制伺服马达往第二方向旋转。当脉冲调变信号PWM产生300个脉冲数目时，区段参数储存电路800会接收到区段结束信号Nx。

再者，由于区段5中，区段切换管理栏位(SSM)的设定为“1”代表区段数目减1。因此，如S3所示，当区段参数储存电路800接收到区段结束信号Nx时，区段指标seg_ptr会指向区段4。此时，区段参数储存电路800输出区段4的目标速度Vt(0Hz)、增量ΔV(-2Hz)、预设脉冲数目Nd(100)、与方向信号Dir(1)。也就是，脉冲调变信号PWM由10Hz开始，每经过一个插补周期τ后，频率会减少一个增量(ΔV＝-2Hz)直到到达目标速度(Vt＝0Hz)为止。并且，方向信号为1，代表控制伺服马达往第二方向旋转。当脉冲调变信号PWM产生100个脉冲数目时，区段参数储存电路800会接收到区段结束信号Nx。

再者，由于区段4中，区段切换管理栏位(SSM)的设定为“3”代表区段结束。因此，当区段参数储存电路800接收到区段结束信号Nx时，即结束整个控制流程。

由图8的说明可知，区段参数储存电路800可以由使用者来设定，并根据任意的区段输出次序来输出区段参数。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (19)

1.一种运用于伺服马达系统的控制装置，产生一指令脉冲至一伺服马达系统，其特征在于，该控制装置包括：

一区段参数储存电路，储存多个区段参数，且每一该区段参数包括：一目标速度数值、一增量与一预设脉冲数目，其中当该区段参数储存电路输出一第一区段参数之后，接收到一区段结束信号时，该区段参数储存电路输出一第二区段参数；

一速度叠加电路，接收该第二区段参数中的该目标速度数值与该增量并产生一现在速度数值，其中该现在速度数值会由该第一区段参数中的该目标速度数值变化至该第二区段参数中的该目标速度数值；

一速度转换电路，接收该现在速度数值并据以产生一脉冲调变信号；以及

一脉冲比较电路，将该脉冲调变信号转换为该指令脉冲中的一第一信号，其中该脉冲比较电路接收该预设脉冲数目并计数该脉冲调变信号所产生的脉冲数目，当该脉冲调变信号产生的脉冲数目到达该预设脉冲数目时，产生该区段结束信号。

2.如权利要求1所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该指令脉冲为一A/B相位的指令脉冲、一单一脉冲方向的指令脉冲、或者一顺逆时钟转动的指令脉冲。

3.如权利要求1所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，每一该区段参数还包括：一方向信号，且该脉冲比较电路根据该方向信号产生该指令脉冲中的一第二信号。

4.如权利要求2所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该区段参数储存电路中包括一存储器用以储存所述多个区段参数。

5.如权利要求1所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该速度叠加电路包括：

一速度加法器，将该现在速度数值加上该增量成为一叠加速度数值；以及

一速度限制器，将该叠加速度数值转换为该现在速度速值，其中，当该叠加速度数值到达该第二区段参数的该目标速度数值时，将该叠加速度数值转换为该现在速度速值并且停止变化该现在速度速值。

6.如权利要求5所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该速度加法器经过一插补周期后，将该现在速度数值加上该增量成为该叠加速度数值。

7.如权利要求6所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该插补周期为可修改的一时间周期。

8.如权利要求1所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该速度叠加电路包括：

一权重对照表，记录多个权重；

一运算滤波器，连接至该权重对照表并接收该增量，其中该运算滤波器根据所述多个权重将该增量修改为一修正增量；

一速度加法器，将该现在速度数值加上该修改增量成为一叠加速度数值；以及

一速度限制器，将该叠加速度数值转换为该现在速度速值，其中，当该叠加速度数值到达该第二区段参数的该目标速度数值时，将该叠加速度数值转换为该现在速度速值并且停止变化该现在速度速值。

9.如权利要求1所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该速度转换电路中包括一脉冲调变信号产生器，接收一系统时脉、该现在速度数值与一责任周期数值，并且据以产生该脉冲调变信号。

10.如权利要求9所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该脉冲调变信号的频率比例于该现在速度数值，并且该脉冲调变信号的一责任周期相同于该责任周期数值。

11.如权利要求9所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该脉冲调变信号产生器包括：

一第一计数器，计数该系统时脉并产生一第一计数值；

一除法器，将一除频常数除以该现在速度数值，并产生一参考数值；

一第一比较器，接收该第一计数值与该参考数值，并且于该第一计数值到达该参考数值时，改变一参考时脉的电平，且重置该第一计数器；以及

一第二计数器，计数该参考时脉并输出一第二计数值；

一第二比较器，根据该责任周期数值来比较该第二计数值，并产生该脉冲调变信号。

12.如权利要求1所述的运用于伺服马达系统的控制装置，其特征在于，该区段参数储存电路中，每一该区段参数还包括：一区段切换管理栏位与一区段跳越指示栏位；其中，当该区段参数储存电路接收到该区段结束信号时，由该第一区段参数内的该区段切换管理栏位与该区段跳越指示栏位的设定来决定该第二区段参数。

13.一种控制方法，用于一控制装置产生一指令脉冲至一伺服马达系统，其特征在于，该控制方法包括：

(a)根据一区段结束信号，控制该伺服马达系统结束一第一区段并开始一第二区段，其中于该第一区段时，根据一第一区段参数产生该指令脉冲，且于该第二区段时，根据一第二区段参数产生该指令脉冲；

(b)接收该第二区段参数中的一目标速度数值、一增量与一预设脉冲数目；

(c)设定一现在速度数值等于该第一区段参数中的该目标速度数值；

(d)判断一脉冲调变信号产生的脉冲数目是否到达该预设脉冲数目；其中于该脉冲调变信号产生的脉冲数目到达该预设脉冲数目时，结束该第二区段；

(e)于该脉冲调变信号产生的脉冲数目尚未到达该预设脉冲数目时，判断该现在速度数值是否到达该第二区段中的该目标速度数值；其中，当该现在速度数值到达该目标速度数值时，回到该步骤(d)；以及

(f)当该现在速度数值尚未到达该第二区段中的该目标速度数值时，更新该现在速度数值等于该现在速度数值加上一修正增量，并回到该步骤(d)，其中该修正增量等于该增量乘上一权重；

其中，该控制装置根据该现在速度数值来产生该脉冲调变信号并决定该脉冲调变信号的频率，且该脉冲调变信号为该指令脉冲中的一第一信号。

14.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，该指令脉冲为一A/B相位的指令脉冲、一单一脉冲方向的指令脉冲、或者一顺逆时钟转动的指令脉冲。

15.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于，该第二区段参数还包括：一方向信号，且该该控制装置根据该方向信号产生该指令脉冲中的一第二信号。

16.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，该一权重为一时变的数值，或者该权重为一定值。

17.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，还包括接收一责任周期数值，使得该脉冲调变信号的一责任周期相同于该责任周期数值。

18.如权利要求13所述的控制方法，其中步骤(f)还包括：当该现在速度数值尚未到达该目标速度数值时，于一插补周期后，更新该现在速度数值等于该现在速度数值加上该修正增量。

19.如权利要求18所述的控制方法，其特征在于，该插补周期为可修改的一时间周期。