CN109391189B - 一种步进电机转动角度补偿方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种步进电机转动角度补偿方法及装置，所述方法包括：确定步进电机所转过的角度和步进电机转动电角度；获取步进电机的电流角频率，确定补偿角；其中，电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的；采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。由于针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转动速度最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系。因此可以使补偿后定子磁场与转子磁场的夹角为90度，保持步进电机高速运行。

Description

一种步进电机转动角度补偿方法及装置
技术领域
本发明涉及步进电机控制技术领域，尤其涉及一种步进电机转动角度补偿方法及装置。
背景技术
随着步进电机行业的快速发展，步进电机的应用越来越广泛，在视频监控行业对步进电机转速要求较高，很多场景下需要步进电机高速运行。
对步进电机的控制方式包括开环控制和闭环控制。开环控制时，当步进电机转速增加时，存在很大的反电动势，反电动势的存在使得步进电机无法高速运行。闭环控制时，以正弦波电流驱动为例，由于步进电机齿数较多，一般为50齿，若想要步进电机以18r/s运行，根据公式f＝n*N，n为转速(r/s)，N为齿数，f为正弦波电流频率，则正弦波电流频率为50*18r/s＝900Hz，为保证正常运行，电流环的频宽需要达到900Hz。然而，电流环的频宽难以达到900Hz，电流环的频宽小于正弦波电流频率，则会出现严重的相位滞后，使得定子磁场与转子磁场的夹角不是90度。根据公式T＝K*i*sinθ，K为系数，i为电流，θ为定子磁场与转子磁场的夹角，T为步进电机输出转矩。由此看出，定子磁场与转子磁场的夹角不是90度，导致步进电机输出转矩存在很大的削弱，因此步进电机也无法高速运行。
发明内容
本发明实施例提供了一种步进电机转动角度补偿方法及装置，用以解决现有技术中步进电机无法高速运行的问题。
本发明实施例提供了一种步进电机转动角度补偿方法，所述方法包括：
步进电机转动控制器确定步进电机所转过的角度；
根据预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度；
获取步进电机的电流角频率，并根据预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角；其中，所述电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的；
采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。
进一步地所述获取步进电机的电流角频率包括：
获取步进电机的运行速度；
根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率。
进一步地，所述获取步进电机的运行速度包括：
获取步进电机的转速；
所述根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率包括：
根据所述步进电机的转速和步进电机齿数，采用公式ωe＝2πnN，确定步进电机的电流角频率；
式中，n为步进电机转速，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
进一步地，所述获取步进电机的运行速度包括：
根据步进电机所转过的角度，确定步进电机转动角速度；
所述根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率包括：
根据所述步进电机转动角速度和步进电机齿数，采用公式ωe＝ωm×N，确定电流角频率；
式中，ωm为步进电机转动角速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
进一步地，所述在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系包括：
在步进电机转速最大时，根据公式ωe＝2πnN，确定当前的电流角频率，并获取当前的补偿角，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系；
式中，n为步进电机转动速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
进一步地，所述记录当前电流角频率与补偿角的对应关系之后，所述方法还包括：
对每个当前电流角频率与补偿角的对应关系进行曲线拟合。
另一方面，本发明实施例提供了一种步进电机转动角度补偿装置，所述装置包括：
第一确定模块，用于确定步进电机所转过的角度；
第二确定模块，用于根据预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度；获取步进电机的电流角频率，并根据预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角；其中，所述电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的；
补偿模块，用于采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。
进一步地，所述第二确定模块，具体用于获取步进电机的运行速度；根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率。
进一步地，所述第二确定模块，具体用于获取步进电机的转速；根据所述步进电机的转速和步进电机齿数，采用公式ωe＝2πnN，确定步进电机的电流角频率；式中，n为步进电机转速，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
进一步地，所述第二确定模块，具体用于根据步进电机所转过的角度，确定步进电机转动角速度；根据所述步进电机转动角速度和步进电机齿数，采用公式ωe＝ωm×N，确定电流角频率；式中，ωm为步进电机转动角速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
进一步地，所述第二确定模块，具体用于在步进电机转速最大时，根据公式ωe＝2πnN，确定当前的电流角频率，并获取当前的补偿角，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系；式中，n为步进电机转动速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
进一步地，所述第二确定模块，还用于对每个当前电流角频率与补偿角的对应关系进行曲线拟合。
本发明实施例提供了一种步进电机转动角度补偿方法及装置，所述方法包括：步进电机转动控制器确定步进电机所转过的角度；根据预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度；获取步进电机的电流角频率，并根据预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角；其中，所述电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的；采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。
由于在本发明实施例中，针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转动速度最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系。在确定出电流角频率后，根据记录的每组电流角频率与补偿角的对应关系，确定出电流角频率对应的补偿角，采用补偿角对电角度进行补偿。由于电流角频率与补偿角的对应关系是在步进电机转动速度最大时记录的，采用补偿角对电角度进行补偿后，可以使得定子磁场与转子磁场的夹角为90度，使步进电机保持高速运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的步进电机转动角度补偿过程示意图；
图2为现有技术中步进电机伺服控制示意图；
图3为本发明实施例1提供的步进电机伺服控制示意图；
图4为本发明实施例2提供的步进电机伺服控制示意图；
图5为本发明实施例2提供的步进电机转动角度补偿过程示意图；
图6为本发明实施例提供的步进电机转动角度补偿装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
图1为本发明实施例提供的步进电机转动角度补偿过程示意图，该过程包括以下步骤：
S101：步进电机转动控制器确定步进电机所转过的角度。
与步进电机连接的有步进电机转动控制器和位置传感器，其中，位置传感器可以是磁编码器、光电编码器或者旋转编码器等。
如果位置传感器为磁编码器或光电编码器，在步进电机转动过程中，位置传感器可以向步进电机转动控制器反馈脉冲信号个数。步进电机转动控制器中可以保存脉冲信号个数与电机转动角度的对应关系，其中，脉冲信号个数与电机转动角度的对应关系是由位置传感器型号决定的，例如，某型号的磁编码器的脉冲信号个数与电机转动角度的对应关系为4096个脉冲信号对应360度，则如果当前获取的脉冲信号个数为4000，则确定步进电机所转过的角度为(4000/4096)*360度＝352度。
如果位置传感器为旋转编码器，在步进电机转动过程中，位置传感器可以向步进电机转动控制器反馈电压值。步进电机转动控制器中可以保存电压值与电机转动角度的对应关系，其中，电压值与电机转动角度的对应关系是由位置传感器型号决定的，根据位置传感器反馈的电压值，以及电压值与电机转动角度的对应关系，可以确定出步进电机所转过的角度。
S102：根据预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度；获取步进电机的电流角频率，并根据预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角；其中，所述电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的。
步进电机转动控制器中还保存有步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，该对应关系由步进电机齿数决定。步进电机所转过的角度与电角度的对应关系为，电角度＝步进电机所转过的角度/步进电机齿数。
例如，步进电机齿数为50齿，步进电机所转过的角度为352度，则确定步进电机转动电角度为352度/50＝7度。
另外，步进电机转动控制器还可以获取步进电机的电流角频率，并且步进电机转动控制器预先保存有电流角频率与补偿角的对应关系。其中，预先保存电流角频率与补偿角的对应关系的过程为：首先预设几个电流信号，针对每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行。在步进电机运行过程中，采用预设的补偿角对电角度进行补偿，并且根据预设的步长调整补偿角，每次调整补偿角后，都获取步进电机转速。当步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存，这样针对每个电流信号，可以保存该电流信号下电流角频率与补偿角的对应关系。根据获取的电流角频率和预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，可以确定补偿角。
其中，判断步进电机转速是否最大可以采用如下两种方式实现：一是在步进电机转动控制器中保存预设的步进电机转速阈值，当识别到获取的步进电机转速达到预设的步进电机转速阈值时，认为当前步进电机转速最大。二是实时获取步进电机转速，当连续的三个时刻获取的步进电机转速中，中间时刻获取的步进电机转速最大时，认为中间时刻步进电机转速最大，并记录中间时刻电流角频率与补偿角的对应关系。
需要说明的是，确定步进电机转动电角度和确定补偿角的过程并没有先后顺序。
S103：采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。
步进电机转动控制器在确定出补偿角和电角度后，采用补偿角对电角度进行补偿，也就是将补偿角与电角度的和作为补偿后的电角度。
本发明实施例提供的步进电机转动角度补偿方法是基于步进电机伺服控制，也就是闭环控制进行的。图2为现有技术中步进电机伺服控制示意图，如图2所示，将d轴的电流信号idref设置为0，q轴的电流信号iqref与反馈电流作差iq作差，经过PI调节，经过Park逆变换，再经过SVPWM变换，再经过3相逆变器，向步进电机输出控制信号，控制步进电机运行。同时控制信号经过ADC采样，采集3相绕组电流ia，ib和ic，然后经过Clark变换、Park变换，得到反馈电流iq。同时位置反馈元件确定步进电机所转过的角度，并输入给Park变换、Park逆变换。图2所示的步进电机伺服控制示意图为现有的控制流程，在此不再进行赘述。
图3为本发明实施例提供的步进电机伺服控制示意图，如图3所示，根据位置反馈元件确定的步进电机所转过的角度和预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度。并且获取步进电机的电流角频率，根据电流角频率和预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角。然后将补偿角与电角度的和输入给Park变换、Park逆变换。实现对步进电机转动角度的补偿。
由于在本发明实施例中，针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转动速度最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系。在确定出电流角频率后，根据记录的每组电流角频率与补偿角的对应关系，确定出电流角频率对应的补偿角，采用补偿角对电角度进行补偿。由于电流角频率与补偿角的对应关系是在步进电机转动速度最大时记录的，采用补偿角对电角度进行补偿后，可以使得定子磁场与转子磁场的夹角为90度，使步进电机保持高速运行。
实施例2：
在上述实施例的基础上，在本发明实施例中，所述获取步进电机的电流角频率包括：
获取步进电机的运行速度；
根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率。
步进电机转动控制器可以获取步进电机的运行速度，其中，步进电机的运行速度可以是步进电机的转速，也可以是步进电机转动角速度。
当步进电机的运行速度为步进电机的转速时，所述获取步进电机的运行速度包括：
获取步进电机的转速；
所述根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率包括：
根据所述步进电机的转速和步进电机齿数，采用公式ωe＝2πnN，确定步进电机的电流角频率；
式中，n为步进电机转速，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
步进电机转动控制器获取到步进电机的转速后，将步进电机的转速n和步进电机齿数N输入公式ωe＝2πnN，得到电流角频率ωe。
当步进电机的运行速度为步进电机转动角速度时，所述获取步进电机的运行速度包括：
根据步进电机所转过的角度，确定步进电机转动角速度；
所述根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率包括：
根据所述步进电机转动角速度和步进电机齿数，采用公式ωe＝ωm×N，确定电流角频率；
式中，ωm为步进电机转动角速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
步进电机转动控制器获取到步进电机所转过的角度后，可以对步进电机所转过的角度进行微分和滤波处理，从而得到步进电机转动角速度。所采用的滤波处理方式可以是卡尔曼滤波。其中，根据步进电机所转过的角度，确定步进电机转动角速度的过程属于现有技术，在此不再对该过程进行赘述。
步进电机转动控制器在确定步进电机转动角速度后，将步进电机转动角速度ωm和步进电机齿数N输入公式ωe＝ωm×N，得到电流角频率ωe。
图4为本发明实施例提供的步进电机伺服控制示意图，如图4所示，根据位置反馈元件确定的步进电机所转过的角度和预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度。并对步进电机所转过的角度进行微分滤波处理，得到步进电机转动角速度，然后根据步进电机转动角速度确定电流角频率，根据电流角频率和预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角。然后将补偿角与电角度的和输入给Park变换、Park逆变换。实现对步进电机转动角度的补偿。
图5为本发明实施例提供的步进电机转动角度补偿过程示意图，该过程包括以下步骤：
S501：步进电机转动控制器确定步进电机所转过的角度。
S502：根据预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度。
S503：根据步进电机所转过的角度，确定步进电机转动角速度，根据所述步进电机转动角速度和步进电机齿数，采用公式ωe＝ωm×N，确定电流角频率。
S504：根据所述电流角频率和预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角。
S505：采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。
实施例3：
在上述各实施例的基础上，在本发明实施例中，所述在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系包括：
在步进电机转速最大时，根据公式ωe＝2πnN，确定当前的电流角频率，并获取当前的补偿角，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系；
式中，n为步进电机转动速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
步进电机转动控制器识别到步进电机转速最大时，可以先获取当前的补偿角，并记录步进电机转速与补偿角的对应关系，然后根据公式ωe＝2πnN，确定出当前步进电机转速对应的电流角频率，再确定电流角频率与补偿角的对应关系。
当然，步进电机转动控制器也可以预先根据公式ωe＝2πnN确定出步进电机转速与电流角频率的对应关系，在识别到步进电机转速最大时，直接根据预先确定的步进电机转速与电流角频率的对应关系，确定电流角频率，获取当前的补偿角后即可直接记录电流角频率与补偿角的对应关系。
实施例4：
为了保证根据电流角频率和预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，能够确定出补偿角，在上述各实施例的基础上，在本发明实施例中，所述记录当前电流角频率与补偿角的对应关系之后，所述方法还包括：
对每个当前电流角频率与补偿角的对应关系进行曲线拟合。
由于上述实施例中确定的电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号确定的，也就是得到了独立的多组电流角频率与补偿角的对应关系。为了避免确定的多组电流角频率与补偿角的对应关系中不存在当前确定的电流角频率时无法确定出补偿角的问题，在本发明实施例中，在记录当前电流角频率与补偿角的对应关系之后，对每个当前电流角频率与补偿角的对应关系进行曲线拟合，经过曲线拟合可以得到任何一个电流角频率与补偿角的对应关系。在确定出当前的电流角频率后，基于拟合曲线确定当前的电流角频率对应的补偿角。其中，进行曲线拟合的过程属于现有技术，在此不再对该过程进行赘述。
图6为本发明实施例提供的步进电机转动角度补偿装置结构示意图，该装置包括：
第一确定模块61，用于确定步进电机所转过的角度；
第二确定模块62，用于根据预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度；获取步进电机的电流角频率，并根据预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角；其中，所述电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的；
补偿模块63，用于采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。
所述第二确定模块62，具体用于获取步进电机的运行速度；根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率。
所述第二确定模块62，具体用于获取步进电机的转速；根据所述步进电机的转速和步进电机齿数，采用公式ωe＝2πnN，确定步进电机的电流角频率；式中，n为步进电机转速，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
所述第二确定模块62，具体用于根据步进电机所转过的角度，确定步进电机转动角速度；根据所述步进电机转动角速度和步进电机齿数，采用公式ωe＝ωm×N，确定电流角频率；式中，ωm为步进电机转动角速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
所述第二确定模块62，具体用于在步进电机转速最大时，根据公式ωe＝2πnN，确定当前的电流角频率，并获取当前的补偿角，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系；式中，n为步进电机转动速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
所述第二确定模块62，还用于对每个当前电流角频率与补偿角的对应关系进行曲线拟合。
本发明实施例提供了一种步进电机转动角度补偿方法及装置，所述方法包括：步进电机转动控制器确定步进电机所转过的角度；根据预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度；获取步进电机的电流角频率，并根据预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角；其中，所述电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的；采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。
由于在本发明实施例中，针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转动速度最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系。在确定出电流角频率后，根据记录的每组电流角频率与补偿角的对应关系，确定出电流角频率对应的补偿角，采用补偿角对电角度进行补偿。由于电流角频率与补偿角的对应关系是在步进电机转动速度最大时记录的，采用补偿角对电角度进行补偿后，可以使得定子磁场与转子磁场的夹角为90度，使步进电机保持高速运行。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种步进电机转动角度补偿方法，其特征在于，所述方法包括：
步进电机转动控制器确定步进电机所转过的角度；
根据预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度；
获取步进电机的电流角频率，并根据预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角；其中，所述电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的；
采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取步进电机的电流角频率包括：
获取步进电机的运行速度；
根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取步进电机的运行速度包括：
获取步进电机的转速；
所述根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率包括：
根据所述步进电机的转速和步进电机齿数，采用公式ωe＝2πnN，确定步进电机的电流角频率；
式中，n为步进电机转速，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取步进电机的运行速度包括：
根据步进电机所转过的角度，确定步进电机转动角速度；
所述根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率包括：
根据所述步进电机转动角速度和步进电机齿数，采用公式ωe＝ωm×N，确定电流角频率；
式中，ωm为步进电机转动角速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系包括：
在步进电机转速最大时，根据公式ωe＝2πnN，确定当前的电流角频率，并获取当前的补偿角，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系；
式中，n为步进电机转动速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述记录当前电流角频率与补偿角的对应关系之后，所述方法还包括：
对每个当前电流角频率与补偿角的对应关系进行曲线拟合。
7.一种步进电机转动角度补偿装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定模块，用于确定步进电机所转过的角度；
第二确定模块，用于根据预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度；获取步进电机的电流角频率，并根据预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角；其中，所述电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的；
补偿模块，用于采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体用于获取步进电机的运行速度；根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体用于获取步进电机的转速；根据所述步进电机的转速和步进电机齿数，采用公式ωe＝2πnN，确定步进电机的电流角频率；式中，n为步进电机转速，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体用于根据步进电机所转过的角度，确定步进电机转动角速度；根据所述步进电机转动角速度和步进电机齿数，采用公式ωe＝ωm×N，确定电流角频率；式中，ωm为步进电机转动角速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体用于在步进电机转速最大时，根据公式ωe＝2πnN，确定当前的电流角频率，并获取当前的补偿角，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系；式中，n为步进电机转动速度，N为步进电机齿数，ωe为电流角频率。
12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，还用于对每个当前电流角频率与补偿角的对应关系进行曲线拟合。
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CN114665776B (zh) * 2022-05-23 2023-01-03 深圳市杰美康机电有限公司 一种闭环步进电机动态解耦的控制方法、系统及存储介质

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JP4589093B2 (ja) * 2004-12-10 2010-12-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 同期モータ駆動装置及び方法
JP4481262B2 (ja) * 2006-03-17 2010-06-16 日本電産サーボ株式会社 ステッピングモータの制御装置
CN104967382B (zh) * 2015-06-29 2017-11-14 华中科技大学 一种永磁同步电机无位置传感器控制方法
CN106160609A (zh) * 2016-07-11 2016-11-23 南京航空航天大学 一种永磁无刷电机控制方法
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