CN206611361U - 脉冲闭环控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种脉冲闭环控制系统，包括控制模块以及与控制模块电性连接的电机，所述控制模块发送第一脉冲信号控制所述电机转动。所述脉冲闭环控制系统还包括反馈模块，所述反馈模块检测所述电机的转动行程，并将所述电机的转动行程转换为与所述转动行程相对应的第二脉冲信号；所述控制模块接收所述第二脉冲信号并与所述第一脉冲信号比对，并发送补偿脉冲信号以对所述电机的转动做出补偿。本实用新型增加反馈模块，反馈模块对电机实际的运动行程进行检测，控制模块根据检测模块的检测，发出补偿脉冲信号对电机进行补偿，从而使电机的实际行程与第一脉冲信号驱动的理想行程相等，提高了电机的移动精度，有利于提高印刷品质。

Description

脉冲闭环控制系统

技术领域

本实用新型涉及数码打印设备的自动化领域，尤其涉及一种脉冲闭环控制系统。

背景技术

现有的数码打印设备包括安装有打印喷头的打印小车，打印小车在打印平台上往返运动，同时打印喷头对打印平台上的打印原材进行喷墨印刷。打印小车的运动受到驱动电机的驱动，驱动电机在控制模块的控制下运动。现有技术中，控制模块与驱动电机之间是开环控制，控制模块对驱动电机发送固定数量的脉冲信号，驱动电机根据脉冲信号转动并驱动打印小车移动相应的行程。但在实际的应用过程中，小车会因为惯性或者其他异常情况出现移动误差，从而导致打印喷头喷墨印刷精度的降低，直接影响打印品质。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种脉冲闭环控制系统旨在解决现有技术中因控制模块对电机开环控制带来的移动误差影响打印品质的技术问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种脉冲闭环控制系统，包括控制模块以及与控制模块电性连接的电机，所述控制模块发送第一脉冲信号控制所述电机转动。所述脉冲闭环控制系统还包括反馈模块，所述反馈模块检测所述电机的转动行程，并将所述电机的转动行程转换为与所述转动行程相对应的第二脉冲信号；所述控制模块接收所述第二脉冲信号并与所述第一脉冲信号比对，并发送补偿脉冲信号以对所述电机的转动做出补偿。

进一步地，所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号周期相同，所述控制模块比对所述第二脉冲信号与所述第一脉冲信号的脉冲数量，并发送所述补偿脉冲信号至所述电机。

进一步地，所述反馈模块包括：

与所述电机接触的旋转轴，所述旋转轴与所述电机同步转动；

用于检测所述旋转轴转动行程的刻度检测器；

所述刻度检测器用于将所述旋转轴的转动行程转换为第二脉冲信号，并发送至所述控制模块。

进一步地，所述刻度检测器与所述控制模块之间连接有信号转换模块，所述信号转换模块对所述第二脉冲信号转换，以提高所述第二脉冲信号的负载能力。

进一步地，所述控制模块与所述电机之间连接有差分转换模块，所述差分转换模块对所述控制模块发出的第一脉冲信号或所述补偿脉冲信号进行差分转换，并发送至电机。

进一步地，所述刻度检测器为编码轮。

进一步地，所述补偿脉冲信号包括正脉冲以及负脉冲，所述正脉冲驱动所述电机正转，所述负脉冲驱动所述电机反向转动。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的除静电控制系统通过在开环控制上增加起到反馈作用的反馈模块，反馈模块对电机实际的运动行程进行检测，并转换成第二脉冲信号，控制模块通过对控制电机运动的第一脉冲信号与第二脉冲信号的比对，从而确定电机实际的运动行程是否与第一脉冲信号相对应的运动行程相对应；在实际行程与第一脉冲信号相对应的运动行程不相符时，控制模块发出补偿脉冲信号对电机进行补偿，从而使电机的实际行程与第一脉冲信号相对应，提高了电机的移动精度，有利于提高印刷品质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的脉冲闭环控制系统的模块示意图；

图2为本实用新型脉冲闭环控制系统另一实施方式的模块结构示意图；

图3位本实用新型脉冲闭环控制系统的部分电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供一种脉冲闭环控制系统，包括控制模块100以及与控制模块100电性连接的电机200，所述控制模块100发送第一脉冲信号控制所述电机200转动。所述脉冲闭环控制系统还包括反馈模块300，所述反馈模块300检测所述电机200的转动行程，并将所述电机200的转动行程转换为与所述转动行程相对应的第二脉冲信号；所述控制模块100接收所述第二脉冲信号并与所述第一脉冲信号比对，并发出补偿脉冲信号以对所述电机200的转动做出补偿。

在本实施方式中，当第二脉冲信号与所述第一脉冲信号不同时，控制模块100发出补偿脉冲信号，从而对电机200的转动行程进行修正，使电机200的实际转动行程与第一脉冲信号所对应的理想转动行程相对应，从而降低了电机200的转动误差，提高了移动精度，有利于提高印刷品质。

参阅图2，进一步地，所述反馈模块300包括旋转轴31以及刻度检测器，所述旋转轴31与所述电机200接触，并与所述电机200同步转动；所述刻度传感器32用于检测所述旋转轴31转动行程；所述刻度检测器用于将所述旋转轴31的转动行程转换为第二脉冲信号，并发送至所述控制模块100。

在本实施方式中，刻度传感器32通过旋转轴31与电机200连接，从而对电机200的旋转行程进行检测。刻度传感器32自身尺寸较大，通过旋转轴31安装在电机200附近时，相较于刻度传感器32直接对电机200的输出端检测的方式而言，刻度传感器32对电机200的安装位置以及电机200输出端设置的位置以及应该预留的空间的要求降低了，减小了限制。电机200的输出端能够在较大的空间内转动，还可以在输出端上设置扭矩传动装置，以提高电机200的驱动能力，提高移动的响应速度。另一方面，由于旋转轴31与电机200同步转动，刻度传感器32对旋转轴31的旋转位置的检测值与对电机200的直接检测值之间没有误差，保证了刻度传感器32的检测精度。

进一步地，所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号周期相同，所述控制模块100比对所述第二脉冲信号与所述第一脉冲信号的脉冲数量，并发送所述补偿脉冲信号至所述电机200。

在本实施方式中，驱动电机200转动的信号为周期不变的矩形脉冲信号，电机200所接收的矩形脉冲信号的数量直接影响电机200的转动行程，电机200接收的脉冲数量越多，电机200转动行程越大。控制模块100在比对了第二脉冲信号与第一脉冲信号数量后，就确定了电机200的实际行程与第一脉冲信号控制下的实际行程之间的行程差。当该行程差不为零时，控制模块100根据行程差，发送一个与所述行程差相对应的补偿脉冲信号，使所述电机200继续移动，从而使电机200的实际转动行程与第一脉冲信号控制下的理想转动行程相同，使行程差为零，从而达到精确移动的目的，实现了误差补偿。

进一步地，所述补偿脉冲信号包括正脉冲以及负脉冲，所述正脉冲驱动所述电机200正转，所述负脉冲驱动所述电机200反向转动。

在本实施方式中，当电机200实际转动行程大于第一脉冲信号控制下的理想转动行程时，第二脉冲信号的脉冲数多于第一脉冲信号的脉冲数，此时控制模块100发送相对于第二脉冲信号为负脉冲的补偿脉冲信号，且该补偿脉冲信号的脉冲数与第二脉冲信号脉冲数和第一脉冲信号脉冲数之差相等；电机200接收负脉冲的所述补偿脉冲信号后，控制电机200转动脉冲数之差相对应的圈数，从而使电机200的实际转动行程与第一脉冲信号控制下的理想转动行程相同。同样的，当电机200实际转动行程小于第一脉冲控制下的理想脉冲行程时，第二脉冲信号的脉冲数少于第一脉冲信号的脉冲数，此时控制模块100发送相对于第二脉冲信号为正脉冲的补偿脉冲信号，且该补偿脉冲信号的脉冲数与第二脉冲信号脉冲数和第一脉冲信号脉冲数之差相等；电机200接收正脉冲的所述补偿脉冲信号后，控制电机200转动脉冲数之差相对应的圈数，从而使电机200的实际转动行程与第一脉冲信号控制下的理想脉冲行程相同。

如图2，进一步地，所述控制模块100与所述电机200之间连接有差分转换模块500，所述差分转换模块500对所述控制模块100发出的第一脉冲信号或所述补偿脉冲信号进行差分转换，并发送至电机200。

在本实施方式中，采用差分信号的方式发送第一脉冲信号或者补偿脉冲信号至电机200，可以利用差分信号抗干扰能力，减少第一脉冲信号或补偿脉冲信号在传输过程中的干扰，从而避免出现脉冲信号较大的衰减，防止电机200因为无法获取或识别衰减的信号，出现转动行程的异常情况。

进一步地，所述刻度检测器为编码轮。

在本实施方式中采用编码轮作为刻度检测器，编码轮是一种将机械转动转换为电信号的元器件，能够有效的保证将旋转轴31的转动行程转换为第二脉冲信号。

请参阅图2及图3，图3为刻度检测器经控制模块100至电机200的输入接口之间的电路结构图。进一步地，所述刻度检测器与所述控制模块100之间连接有信号转换模块400，所述信号转换模块400对所述第二脉冲信号转换，以提高所述第二脉冲信号的负载能力。

在本实施方式中，所述信号转换模块400对检测的第二脉冲信号进行同向跟随，提高第二脉冲信号的功率，从而达到带负载的目的，并对控制模块100提供电源；另外，信号转换模块400还起到了阻抗匹配的目的，实现了功率隔离。如图2中，信号转换模块400采用SN74HCT245型号芯片，控制模块100包括控制芯片U2。所述信号转换模块400的SN74HCT245型号芯片为八同相三态缓冲器，该芯片U1输入端的A、B、C三条线经接口J1输入，接口J1连接至刻度检测器上。芯片U1输入端的A、B、C经过U1后输入至控制芯片U2时，输入与输出同相，即芯片U1上的输入端与输出端输出的信号正负相同；每一条输入线(A/B/C)以及与该输入线(A/B/C)相对应的输出线连接的端子(rastera/rasterb/rasterc)上均具有高电平、低电平以及高阻值三种状态，三种状态根据输入的信号随时间变化。

在本实施方式中，控制芯片U2在连接信号转换模块400的U1芯片之后，在接受U1芯片的转换信号的同时，还从U1芯片上获取工作电能，不再需要外接电源，信号转换模块400的U1芯片起到了驱动控制模块100的U2芯片的目的。

在本实施方式中，差分转换模块500包括图3中的U3芯片，U3芯片输入端包括DIR1以及PULSE1端子。DIR1以及PULSE1端子分别接入第一脉冲信号以及补偿脉冲信号；其中DIR1端子经U3芯片输出DIR_以及DIR+的一组第一脉冲信号的差分信号，第一脉冲信号的一组差分信号经过连接端子J2连接至电机200，驱动电机200转动；同样的PULSE1端子经U3芯片输出PULSE1_及PULSE1+补偿脉冲信号的差分信号，补偿脉冲信号的一组差分信号经过连接端子J2连接至电机200，驱动电机200进行转动补偿，从而使电机200实际的转动行程与第一脉冲信号控制下的理想转动行程相同，从而实现精准控制的目的。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种脉冲闭环控制系统，包括控制模块以及与控制模块电性连接的电机，所述控制模块发送第一脉冲信号控制所述电机转动，其特征在于，所述脉冲闭环控制系统还包括反馈模块，所述反馈模块检测所述电机的转动行程，并将所述电机的转动行程转换为与所述转动行程相对应的第二脉冲信号；所述控制模块接收所述第二脉冲信号并与所述第一脉冲信号比对，并发送补偿脉冲信号以对所述电机的转动做出补偿。

2.根据权利要求1所述的脉冲闭环控制系统，其特征在于，所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号周期相同，所述控制模块比对所述第二脉冲信号与所述第一脉冲信号的脉冲数量，并发送所述补偿脉冲信号至所述电机。

3.根据权利要求1所述的脉冲闭环控制系统，其特征在于，所述反馈模块包括：

与所述电机接触的旋转轴，所述旋转轴与所述电机同步转动；

用于检测所述旋转轴转动行程的刻度检测器；

所述刻度检测器用于将所述旋转轴的转动行程转换为第二脉冲信号，并发送至所述控制模块。

4.根据权利要求3所述的脉冲闭环控制系统，其特征在于，所述刻度检测器与所述控制模块之间连接有信号转换模块，所述信号转换模块对所述第二脉冲信号转换，以提高所述第二脉冲信号的负载能力。

5.根据权利要求2所述的脉冲闭环控制系统，其特征在于，所述控制模块与所述电机之间连接有差分转换模块，所述差分转换模块对所述控制模块发出的第一脉冲信号或所述补偿脉冲信号进行差分转换，并发送至电机。

6.根据权利要求3或4所述的脉冲闭环控制系统，其特征在于，所述刻度检测器为编码轮。

7.根据权利要求1所述的脉冲闭环控制系统，其特征在于，所述补偿脉冲信号包括正脉冲以及负脉冲，所述正脉冲驱动所述电机正转，所述负脉冲驱动所述电机反向转动。