CN115051605A - 一种电机控制数字电路、方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电机控制数字电路，涉及运动控制技术领域，包括：速度计算模块用于获取电机运动时的当前速度，以及通过比较器中返回的运动指示信号确定电机当前的运动阶段；剩余路程确定模块用于根据当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于当前运动路程确定出电机距离目标位置的剩余路程；减速路程确定模块用于基于当前速度和电机到达目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；比较器用于将剩余路程与减速路程进行比较并根据比较结果输出运动指示信号。如此一来，可以在节省单片机资源、提高效率的情况下使电机根据不同的运动阶段进行运动。本申请还公开了一种电机控制方法、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

Description

一种电机控制数字电路、方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及运动控制技术领域，特别涉及一种电机控制数字电路、方法、设备及存储介质。

背景技术

步进电机在当今社会应用十分广泛，在工业自动化、医疗等只要需要驱动转动的地方都需要步进电机，并且因为各种应用差别较大，对步进电机的各种驱动需求非常多。步进电机的转矩一部分用于负载及克服摩擦力，一部分用于电机加减速时转子和负载惯量。电机加减速时转子和负载惯量为动态变化的，与加速度大小正相关。当所需要的转矩超过步进电机能够提供的转矩时，步进电机就会产生失步。而通常情况下步进电机所能提供的转矩在运动中会随着电机转速的增加而减小。步进电机运动时要求在不失步的前提下，以最快的速度移动到指定位置，所以一个加减速速度轮廓是必要的。

但是目前对步进电机的运动轮廓的驱动大多采用软件，利用外接单片机编程实现，将驱动信号通过单片机编程好以后输入到芯片中以驱动电机，但是这种方法不仅增加了单片机的成本，造成了一定的浪费，而且在应用过程中的实现也较为复杂。

综上所述，如何在节省单片机资源、提高效率的情况下实现电机的运动控制是目前有待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电机控制数字电路、方法、设备及存储介质，能够在节省单片机资源、提高效率的情况下实现电机的运动控制。其具体方案如下：

第一方面，本申请公开了一种电机控制数字电路，包括：

速度计算模块，用于获取电机运动时的当前速度，以及通过比较器中返回的运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，以便基于所述运动阶段控制所述电机运动；

剩余路程确定模块，用于根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程；

减速路程确定模块，用于基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；

所述比较器，用于将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果输出所述运动指示信号。

可选的，所述速度计算模块，包括：

加速阶段确定子模块，用于当所述剩余路程大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于加速阶段；

减速阶段确定子模块，用于当所述剩余路程不大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于减速阶段。

可选的，所述加速阶段确定子模块，包括：

速度关系确定单元，用于当所述剩余路程大于所述减速路程时，确定所述当前速度与第二预设速度的关系；其中，所述第二预设速度为所述电机开始运动时的速度，并且，所述当前速度大于或等于所述第二预设速度；

加速阶段确定单元，用于当所述当前速度大于所述第二预设速度，则判断所述当前速度是否小于预设阈值速度，如果所述当前速度小于所述预设阈值速度，则判定所述电机当前处于加速度值为第一加速度的加速阶段，如果所述当前速度不小于所述预设阈值速度，则判定所述电机当前处于加速度值为第二加速度的加速阶段。

可选的，所述减速阶段确定子模块，包括：

第一速度判断单元，用于当所述剩余路程不大于所述减速路程时，判断所述当前速度是否小于所述预设阈值速度；

第二速度判断单元，用于当所述当前速度小于所述预设阈值速度，则判断所述当前速度与所述第一预设速度的关系，并且，所述当前速度大于或等于所述第一预设速度；

减速阶段确定单元，用于当所述当前速度大于所述第一预设速度，则判定所述电机当前处于减速度值为第一减速度的减速阶段，若所述当前速度不小于所述预设阈值速度，则判定所述电机当前处于减速度值为第二减速度的减速阶段。

可选的，所述减速路程确定模块，用于当所述电机当前处于减速度值为所述第一减速度的减速阶段时，基于所述电机的当前速度、所述第一预设速度和所述第一减速度确定出相应的第一减速路程；当所述电机当前处于减速度值为所述第二减速度的减速阶段时，基于所述当前速度、所述预设阈值速度和第二减速度确定出相应的第二减速路程。

可选的，所述电机控制数字电路，还包括：

速度设置模块，用于在获取所述电机运动时的当前速度之前，通过预置变量设置接口设置所述第二预设速度、所述预设阈值速度、所述第一预设速度以及最高速度，当所述电机在所述加速阶段达到所述最高速度，则保持所述最高速度运动直到所述剩余路程不大于所述减速路程。

第二方面，本申请公开了一种电机控制方法，应用于所述电机控制数字电路，包括：

获取电机运动时的当前速度；

根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程；

基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；

将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果产生相应的运动指示信号，以基于所述运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，然后基于所述运动阶段控制所述电机运动。

可选的，所述根据比较结果产生相应的运动指示信号，以基于所述运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，包括：

当所述剩余路程大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于加速阶段；

当所述剩余路程不大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于减速阶段。

第三方面，本申请公开了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现前述的电机控制方法。

第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的电机控制方法。

本申请中公开了一种电机控制数字电路，包括速度计算模块、剩余路程确定模块、减速路程确定模块和比较器。速度计算模块，用于获取电机运动时的当前速度，以及通过比较器中返回的运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，以便基于所述运动阶段控制所述电机运动；剩余路程确定模块，用于根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程；减速路程确定模块，用于基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；所述比较器，用于将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果输出所述运动指示信号。可见，首先，针对电机的驱动需求，将本需要单片机实现的算法功能使用硬件数字电路实现，由于单片机相较于芯片资源成本较高，并且单片机实现也较为复杂，为了应对不同的情况修改也很麻烦，所以通过数字电路的形式实现大大减少了单片机资源的使用，简化了电机驱动的配置。其次，为了使得电机在稳定的前提下尽可能快的到达目标位置，将通过对剩余路程和减速路程的比较确定出电机运动阶段的算法集成到芯片中，其通过比较器得到的结果适合电机运动，从而可以将电机运动过程划分为静止，加速，匀速和减速四个运动状态，用户可以通过数据编程来规定适当的速度和加减速，以适应电机的转矩变化，对电机的磨损和驱动等也有更好的优化；同时，使用数字电路实现根据不同的运动阶段自动控制电机，算法可以根据用户规定来自动计算出电机速度时间曲线，保证电机尽快稳定运行到目标位置，减少了电机的失步可能，增加了电机运行的准确性，可以很大程度的提高工作效率和集成度，降低成本和复杂性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请公开的一种电机控制数字电路的结构图；

图2为本申请公开的一种电机控制数字电路的内部框图；

图3为本申请公开的一种具体的电机控制数字电路的内部细化框图；

图4为本申请公开的一种具体的电机控制数字电路的结构图；

图5为本申请公开的一种具体的电机控制数字电路的结构图；

图6为本申请公开的一种电机在不同运动阶段运动的示意图；

图7为本申请公开的一种电机在不同运动阶段运动的示意图；

图8为本申请公开的一种电机内速度计算模块的工作流程示意图；

图9为本申请公开的一种电机控制方法流程图；

图10为本申请公开的一种电子设备结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

当前，步进电机在当今社会应用十分广泛，对步进电机的各种驱动需求非常多。但是目前对步进电机的运动轮廓的驱动大多采用软件，利用外接单片机编程实现，这种方法不仅增加了单片机的成本，造成了一定的浪费，而且在应用过程中的实现也较为复杂。

为了克服上述问题，本申请提供了一种电机控制方案，能够在节省单片机资源、提高效率的情况下实现电机的运动控制。

本申请实施例公开了一种电机控制数字电路，参见图1所示，包括：

速度计算模块11，用于获取电机运动时的当前速度，以及通过比较器中返回的运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，以便基于所述运动阶段控制所述电机运动。

本申请实施例中，速度计算模块11主要用于获取电机的当前速度，以及利用比较器将剩余路程确定模块12和减速路程确定模块13输出的路程进行比较，从而确定出电机当前的运动阶段。其中，电机运动阶段包括加速阶段和减速阶段。

需要指出的是，电机控制数字电路内可以包括速度设置模块，用于在获取所述电机运动时的当前速度之前，通过预置变量设置接口设置电机启动时的第二预设速度(初始速度)、同一阶段内到达预设值可以转换速度的预设阈值速度、加速阶段不能超过边界值的最高速度以及电机到达目标位置时的第一预设速度(停止速度)。如此一来，通过几个变量的设置可以自动的得到电机不同阶段运动的速度变化情况，从而得到最好的电机运动时产生的运动轮廓，大大节省了单片机资源，也提高了效率。

剩余路程确定模块12，用于根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程。

本申请实施例中，剩余路程确定模块12可以通过速度计算模块11的当前速度进行积分，积分结果也即电机的当前运动路程，也即，实际电机位置，然后将当前运动路程与电机的目标位置作对比，得到电机运动的剩余路程，也就是说，剩余路程计算就是把这些当前速度累加起来，用到达目标位置需要运动的总路程减去电机运动的当前路程可以得到剩余路程。随着电机运动，剩余路程会不断减小，剩余路程为0时代表到达目标位置，电机停止。可以理解的是，该模块实现了速度累加的积分计算，同时实现的剩余路程计算算法包含了平方算法和除法算法。

减速路程确定模块13，用于基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；

本申请实施例中，减速路程确定模块用来计算电机由当前速度减到电机到达目标位置时的第一预设速度所需要的路程，采用公式：

可以理解的是，该模块实现的减速路程计算算法包含了平方算法和除法算法。

所述比较器14，用于将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果输出所述运动指示信号。

本申请实施例中的比较器14，主要用于将剩余路程确定模块12中确定出的剩余路程和减速路程确定模块13确定出的减速路程对比，对比结果作为判断是加速阶段或者减速阶段的运动指示信号输入速度计算模块。可以理解的是，比较器14实现了判断电机是否到达目标位置和判断两个剩余位置的比较器算法。

如图2所示，为电机控制数字电路的内部框图，图3为其内部细化框图。主要包含了速度计算模块、剩余路程确定模块、减速路程确定模块和比较器；其中，内部细化框图中的平方电路、减法电路和除法电路都是按照公式得到的，其具体的电路图在行业内比较固化成熟，在此不再进行赘述。

本申请中公开了一种电机控制数字电路，包括速度计算模块、剩余路程确定模块、减速路程确定模块和比较器。速度计算模块，用于获取电机运动时的当前速度，以及通过比较器中返回的运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，以便基于所述运动阶段控制所述电机运动；剩余路程确定模块，用于根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程；减速路程确定模块，用于基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；所述比较器，用于将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果输出所述运动指示信号。可见，首先，针对电机的驱动需求，将本需要单片机实现的算法功能使用硬件数字电路实现，由于单片机相较于芯片资源成本较高，并且单片机实现也较为复杂，为了应对不同的情况修改也很麻烦，所以通过数字电路的形式实现大大减少了单片机资源的使用，简化了电机驱动的配置。其次，为了使得电机在稳定的前提下尽可能快的到达目标位置，将通过对剩余路程和减速路程的比较确定出电机运动阶段的算法集成到芯片中，其通过比较器得到的结果适合电机运动，从而可以将电机运动过程划分为静止，加速，匀速和减速四个运动状态，用户可以通过数据编程来规定适当的速度和加减速，以适应电机的转矩变化，对电机的磨损和驱动等也有更好的优化；同时，使用数字电路实现根据不同的运动阶段自动控制电机，算法可以根据用户规定来自动计算出电机速度时间曲线，保证电机尽快稳定运行到目标位置，减少了电机的失步可能，增加了电机运行的准确性，可以很大程度的提高工作效率和集成度，降低成本和复杂性。

本申请实施例公开了一种具体的电机控制数字电路，参见图4所示，包括：速度计算模块11、剩余路程确定模块12、减速路程确定模块13和比较器14；

其中，速度计算模块11中包括加速阶段确定子模块111，用于当所述剩余路程大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于加速阶段。

可以理解的是，剩余路程是由电机当前运动位置和到达目标位置确定出来的路程，而减速路程是电机开始减速时到达目标位置时产生的路程，当剩余路程大于减速路程时，证明电机当前处于加速阶段。

需要指出的是，所述加速阶段确定子模块111包括：速度关系确定单元和加速阶段确定单元。速度关系确定单元用于当所述剩余路程大于所述减速路程时，确定所述当前速度与第二预设速度的关系；其中，所述第二预设速度为所述电机开始运动时的速度，并且，所述当前速度大于或等于所述第二预设速度。可以理解的是，电机开始运动时的速度为所述第二预设速度，即所述第二预设速度为电机的起始速度，速度计算模块11在加速阶段获取的电机运动当前速度不会小于该起始速度，所以所述当前速度大于或等于所述第二预设速度。

加速阶段确定单元，用于当所述当前速度大于所述第二预设速度，则判断所述当前速度是否小于预设阈值速度，如果所述当前速度小于所述预设阈值速度，则判定所述电机当前处于加速度值为第一加速度的加速阶段，如果所述当前速度不小于所述预设阈值速度，则判定所述电机当前处于加速度值为第二加速度的加速阶段。

示例性的，如图5所示的加速阶段，电机由第二预设速度开始运动，在当前速度小于预设阈值速度的时间段内，电机处于加速度值为第一加速度的加速阶段；在当前速度达到预设阈值速度后，开始进入加速度值为第二加速度的加速阶段。需要指出的是，当电机在加速阶段的过程中达到了加速阶段不能超过边界值的最高速度时，电机以最高速度运动，直到进入减速阶段。如此一来，根据电机速度将加速过程分为两个可控阶段，用户可以通过数据编程来规定适当的速度和加速度，即在低速阶段规定较高的加速度，在高速阶段规定较低的加速度，以适应电机的转矩变化。

另外，如图6所示，为电机控制数字电路内部的工作流程图，当在判断出电机的运动阶段为加速阶段时，将当前速度和电机开始运动时的第二预设速度进行对比，如果当前速度不大于第二预设速度，因为当前的速度不可能小于电机开始运动时的第二预设速度，说明当前速度等于第二预设速度，由速度计算模块11输出当前速度即为第二预设速度，对应图6中的支路①；如果当前速度大于第二预设速度，对应图5可知电机处于加速阶段，接下来判断电机的当前速度是否小于预设阈值速度，如果当前速度小于预设阈值速度，对应图5可知电机处于加速度值为第一加速度的加速阶段，所以速度计算模块11输出速度＝当前速度+第一加速度作为当前的实际速度，即对应图6中的支路②；如果预设阈值速度<当前速度<最高速度，对应图5可知电机进入加速度值为第二加速度的加速阶段，所以速度计算模块11输出速度＝当前速度+第二加速度作为当前的实际速度，即对应图6中的支路③；如果当前速度不小于最高速度，说明速度计算模块11输出的当前速度即为最高速度，对应图6中的支路④。

剩余路程确定模块12，用于根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程；

减速路程确定模块13，用于基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；

所述比较器14，用于将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果输出所述运动指示信号。

其中，关于上述剩余路程确定模块12、减速路程确定模块13和比较器14更加具体的处理过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

本申请中公开了一种电机控制数字电路，包括速度计算模块、剩余路程确定模块、减速路程确定模块和比较器。速度计算模块，用于获取电机运动时的当前速度，以及通过比较器中返回的运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，以便基于所述运动阶段控制所述电机运动；剩余路程确定模块，用于根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程；减速路程确定模块，用于基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；所述比较器，用于将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果输出所述运动指示信号。可见，首先，针对电机的驱动需求，将本需要单片机实现的算法功能使用硬件数字电路实现，由于单片机相较于芯片资源成本较高，并且单片机实现也较为复杂，为了应对不同的情况修改也很麻烦，所以通过数字电路的形式实现大大减少了单片机资源的使用，简化了电机驱动的配置。其次，为了使得电机在稳定的前提下尽可能快的到达目标位置，将通过对剩余路程和减速路程的比较确定出电机运动阶段的算法集成到芯片中，其通过比较器得到的结果适合电机运动，从而可以将电机运动过程划分为静止，加速，匀速和减速四个运动状态，用户可以通过数据编程来规定适当的速度和加减速，以适应电机的转矩变化，对电机的磨损和驱动等也有更好的优化；同时，使用数字电路实现根据不同的运动阶段自动控制电机，算法可以根据用户规定来自动计算出电机速度时间曲线，保证电机尽快稳定运行到目标位置，减少了电机的失步可能，增加了电机运行的准确性，可以很大程度的提高工作效率和集成度，降低成本和复杂性。

本申请实施例公开了一种具体的电机控制数字电路，参见图7所示，包括：速度计算模块11、剩余路程确定模块12、减速路程确定模块13和比较器14；

其中，速度计算模块11中包括减速阶段确定子模块112，用于当所述剩余路程不大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于减速阶段。

可以理解的是，剩余路程是由电机当前运动位置和到达目标位置确定出来的路程，而减速路程是电机开始减速时到达目标位置时产生的路程，当剩余路程不大于减速路程时，证明电机当前进入减速阶段。

需要指出的是，所述减速阶段确定子模块包括：第一速度判断单元、第二预设速度判断单元和减速阶段确定单元。第一速度判断单元，用于当所述剩余路程不大于所述减速路程时，判断所述当前速度是否小于所述预设阈值速度；第二速度判断单元，用于当所述当前速度小于所述预设阈值速度，则判断所述当前速度与所述第一预设速度的关系，并且，所述当前速度大于或等于所述第一预设速度。可以理解的是，电机到达目标位置时的速度为所述第一预设速度，即所述第一预设速度为电机的停止速度，速度计算模块11在减速阶段获取的电机运动当前速度不会小于该停止速度，所以所述当前速度大于或等于所述第一预设速度。

减速阶段确定单元，用于当所述当前速度大于所述第一预设速度，则判定所述电机当前处于减速度值为第一减速度的减速阶段，若所述当前速度不小于所述预设阈值速度，则判定所述电机当前处于减速度值为第二减速度的减速阶段。

示例性的，如图6所示，为电机控制数字电路内部的工作流程图，当在判断出电机的运动阶段为减速阶段时，判断电机的当前速度是否大于预设阈值速度，如果当前速度大于预设阈值速度，对应图5可知电机处于减速度值为第二减速度的减速阶段，所以速度计算模块11输出速度＝当前速度-第二减速度作为当前的实际速度，即对应图6中的支路⑤；如果当前速度不大于预设阈值速度，接下来将当前速度和电机到达目标位置时的第一预设速度进行对比，如果第一预设速度<当前速度<预设阈值速度，电机处于减速度值为第一减速度的减速阶段，所以速度计算模块11输出速度＝当前速度-第一减速度作为当前的实际速度，即对应图6中的支路⑥；如果当前速度不大于第一预设速度，因为当前的速度在减速阶段不可能小于电机到达目标位置时的第一预设速度，说明当前速度等于第一预设速度，由速度计算模块11输出当前速度即为第一预设速度，对应图6中的支路⑦。

剩余路程确定模块12，用于根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程。

其中，关于剩余路程确定模块12更加具体的处理过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

减速路程确定模块13，用于基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程。

本申请实施例中，所述减速路程确定模块，用于当所述电机当前处于减速度值为所述第一减速度的减速阶段时，基于所述电机的当前速度、所述第一预设速度和所述第一减速度确定出相应的第一减速路程；当所述电机当前处于减速度值为所述第二减速度的减速阶段时，基于所述当前速度、所述预设阈值速度和第二减速度确定出相应的第二减速路程。

在一种具体实施方式中，如图5所示的减速阶段，当剩余路程不大于减速路程时开始进入减速阶段，电机由最高速度开始减速，在预设阈值速度<当前速度<最高速度的时间段内，电机处于减速度值为第二减速度的减速阶段；在当前速度小于预设阈值速度后，开始进入减速度值为第一减速度的减速阶段。此时的减速路程计算：

在另一种具体实施方式中，如图8所示的减速阶段，可能还没到最高速度的时候电机就离目标位置不远了，需要开始减速，此时的减速路程计算：

如此一来，根据电机速度将减速过程分为两个可控阶段，用户可以通过数据编程来规定适当的速度和减速度，即在低速阶段规定较高的减速度，在高速阶段规定较低的减速度，以适应电机的转矩变化。

所述比较器14，用于将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果输出所述运动指示信号。

其中，关于比较器14更加具体的处理过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

本申请中公开了一种电机控制数字电路，包括速度计算模块、剩余路程确定模块、减速路程确定模块和比较器。速度计算模块，用于获取电机运动时的当前速度，以及通过比较器中返回的运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，以便基于所述运动阶段控制所述电机运动；剩余路程确定模块，用于根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程；减速路程确定模块，用于基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；所述比较器，用于将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果输出所述运动指示信号。可见，首先，针对电机的驱动需求，将本需要单片机实现的算法功能使用硬件数字电路实现，由于单片机相较于芯片资源成本较高，并且单片机实现也较为复杂，为了应对不同的情况修改也很麻烦，所以通过数字电路的形式实现大大减少了单片机资源的使用，简化了电机驱动的配置。其次，为了使得电机在稳定的前提下尽可能快的到达目标位置，将通过对剩余路程和减速路程的比较确定出电机运动阶段的算法集成到芯片中，其通过比较器得到的结果适合电机运动，从而可以将电机运动过程划分为静止，加速，匀速和减速四个运动状态，用户可以通过数据编程来规定适当的速度和加减速，以适应电机的转矩变化，对电机的磨损和驱动等也有更好的优化；同时，使用数字电路实现根据不同的运动阶段自动控制电机，算法可以根据用户规定来自动计算出电机速度时间曲线，保证电机尽快稳定运行到目标位置，减少了电机的失步可能，增加了电机运行的准确性，可以很大程度的提高工作效率和集成度，降低成本和复杂性。

相应的，本申请实施例还公开了一种电机控制方法，应用于所述电机控制数字电路，参见图9所示，该方法包括：

步骤S11：获取电机运动时的当前速度。

步骤S12：根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程；基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程。

步骤S13：将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果产生相应的运动指示信号，以基于所述运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，然后基于所述运动阶段控制所述电机运动。

本申请实施例中，所述根据比较结果产生相应的运动指示信号，以基于所述运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，包括：当所述剩余路程大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于加速阶段；当所述剩余路程不大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于减速阶段。

其中，关于上述各个步骤更加具体的工作过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

由此可见，通过本实施例的上述方案，首先获取电机运动时的当前速度；然后根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程；基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；最后将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果产生相应的运动指示信号，以基于所述运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，然后基于所述运动阶段控制所述电机运动。如此一来，将电机控制方法应用于所述电机控制数字电路，针对电机的驱动需求，将本需要单片机实现的算法功能使用硬件数字电路实现，由于单片机相较于芯片资源成本较高，并且单片机实现也较为复杂，为了应对不同的情况修改也很麻烦，所以通过数字电路的形式实现大大减少了单片机资源的使用，简化了电机驱动的配置。其次，为了使得电机在稳定的前提下尽可能快的到达目标位置，将通过对剩余路程和减速路程的比较确定出电机运动阶段的算法集成到芯片中，其通过比较器得到的结果适合电机运动，从而可以将电机运动过程划分为静止，加速，匀速和减速四个运动状态，用户可以通过数据编程来规定适当的速度和加减速，以适应电机的转矩变化，对电机的磨损和驱动等也有更好的优化；同时，使用数字电路实现根据不同的运动阶段自动控制电机，算法可以根据用户规定来自动计算出电机速度时间曲线，保证电机尽快稳定运行到目标位置，减少了电机的失步可能，增加了电机运行的准确性，可以很大程度的提高工作效率和集成度，降低成本和复杂性。

进一步的，本申请实施例还公开了一种电子设备，图10是根据一示例性实施例示出的电子设备20结构图，图中内容不能认为是对本申请的使用范围的任何限制。

图10为本申请实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的电机控制方法中的相关步骤。另外，本实施例中的电子设备20具体可以为步进电机。

本实施例中，电源23用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。

另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源可以包括操作系统221、计算机程序222及数据223等，数据223可以包括各种各样的数据。存储方式可以是短暂存储或者永久存储。

其中，操作系统221用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算机程序222，其可以是Windows Server、Netware、Unix、Linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的电机控制方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。

进一步的，本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，这里所说的计算机可读存储介质包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、内存、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、磁碟或者光盘或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质。其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述电机控制方法。关于该方法的具体步骤可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合本文中所公开的实施例描述的电机控制或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种电机控制数字电路、方法、设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电机控制数字电路，其特征在于，包括：

速度计算模块，用于获取电机运动时的当前速度，以及通过比较器中返回的运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，以便基于所述运动阶段控制所述电机运动；

剩余路程确定模块，用于根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程；

减速路程确定模块，用于基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；

所述比较器，用于将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果输出所述运动指示信号。

2.根据权利要求1所述的电机控制数字电路，其特征在于，所述速度计算模块，包括：

加速阶段确定子模块，用于当所述剩余路程大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于加速阶段；

减速阶段确定子模块，用于当所述剩余路程不大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于减速阶段。

3.根据权利要求2所述的电机控制数字电路，其特征在于，所述加速阶段确定子模块，包括：

速度关系确定单元，用于当所述剩余路程大于所述减速路程时，确定所述当前速度与第二预设速度的关系；其中，所述第二预设速度为所述电机开始运动时的速度，并且，所述当前速度大于或等于所述第二预设速度；

加速阶段确定单元，用于当所述当前速度大于所述第二预设速度，则判断所述当前速度是否小于预设阈值速度，如果所述当前速度小于所述预设阈值速度，则判定所述电机当前处于加速度值为第一加速度的加速阶段，如果所述当前速度不小于所述预设阈值速度，则判定所述电机当前处于加速度值为第二加速度的加速阶段。

4.根据权利要求3所述的电机控制数字电路，其特征在于，所述减速阶段确定子模块，包括：

第一速度判断单元，用于当所述剩余路程不大于所述减速路程时，判断所述当前速度是否小于所述预设阈值速度；

第二速度判断单元，用于当所述当前速度小于所述预设阈值速度，则判断所述当前速度与所述第一预设速度的关系，并且，所述当前速度大于或等于所述第一预设速度；

减速阶段确定单元，用于当所述当前速度大于所述第一预设速度，则判定所述电机当前处于减速度值为第一减速度的减速阶段，若所述当前速度不小于所述预设阈值速度，则判定所述电机当前处于减速度值为第二减速度的减速阶段。

5.根据权利要求4所述的电机控制数字电路，其特征在于，

所述减速路程确定模块，用于当所述电机当前处于减速度值为所述第一减速度的减速阶段时，基于所述电机的当前速度、所述第一预设速度和所述第一减速度确定出相应的第一减速路程；当所述电机当前处于减速度值为所述第二减速度的减速阶段时，基于所述当前速度、所述预设阈值速度和第二减速度确定出相应的第二减速路程。

6.根据权利要求3至5任一项所述的电机控制数字电路，其特征在于，所述电机控制数字电路，还包括：

速度设置模块，用于在获取所述电机运动时的当前速度之前，通过预置变量设置接口设置所述第二预设速度、所述预设阈值速度、所述第一预设速度以及最高速度，当所述电机在所述加速阶段达到所述最高速度，则保持所述最高速度运动直到所述剩余路程不大于所述减速路程。

7.一种电机控制方法，其特征在于，应用于所述电机控制数字电路，包括：

获取电机运动时的当前速度；

根据所述当前速度的积分确定出当前运动路程，并基于所述当前运动路程确定出所述电机距离目标位置的剩余路程；

基于所述当前速度和所述电机到达所述目标位置时的第一预设速度确定出减速路程；

将所述剩余路程与所述减速路程进行比较，并根据比较结果产生相应的运动指示信号，以基于所述运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，然后基于所述运动阶段控制所述电机运动。

8.根据权利要求7所述的电机控制方法，其特征在于，所述根据比较结果产生相应的运动指示信号，以基于所述运动指示信号确定所述电机当前的运动阶段，包括：

当所述剩余路程大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于加速阶段；

当所述剩余路程不大于所述减速路程时，则确定当前所述电机处于减速阶段。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求7或8所述的电机控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序；其中所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7或8所述的电机控制方法。

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