KR101862111B1 - Apparatus and method for step motor stall detection - Google Patents
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Abstract
Description
모터의 스톨 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로 스텝모터의 스톨 감지 장치 및 방법에 관한 것이다. And more particularly, to an apparatus and method for stall detection of a step motor.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the contents set forth in this section are not prior art to the claims of this application and are not to be construed as prior art to be included in this section.
스텝모터(step motor) 펄스 모양의 전압에 의해 일정 각도 회전하는 전동기로서, 입력 펄스 신호의 수에 비례하여 회전 각이 조정되고, 입력 펄스 신호의 주파수에 비례하여 회전 속도가 제어되는 모터이다. 구체적으로 스텝 모터는 연속적으로 회전하는 것이 아니라 빠른 속도로 정확한 위치를 찾아 이동하고 정착하는 계단식 운동을 하는 모터로서 컴퓨터나 디지털로 제어되는 기기에 주로 사용되고, 하드디스크나 CD 드라이브에서는 헤드가 달려 있는 액세스 암을 구동시켜 정확한 트랙에 헤드를 위치시키는데도 사용된다. 일반적으로 구동 펄스가 하나씩 들어 올 때마다 일정한 각도를 회전하는 모터를 스테핑 모터, 또는 펄스 모터라고 하는데 CCTV에 사용되는 돔 카메라의 서보모터는 대부분 펄스 모터를 사용하고 있다. 또한 스텝모터는 스로틀밸브 액추에이터, 에어컨 시스템에서 통풍구 플랩(flap) 제어, 전기식 도어-미러(door-mirror) 조정 시트(seat) 위치 조정(메모리 기능 포함) 등 다양한 전자장치에 이용되고 있다.Step motor An electric motor that rotates at a constant angle by a pulse-like voltage. The motor is a motor whose rotational angle is adjusted in proportion to the number of input pulse signals and whose rotational speed is controlled in proportion to the frequency of the input pulse signal. Specifically, the step motor is not a continuous rotation, but a stepwise motor that moves and fixes the position at a high speed, and is used mainly in a computer or a digital controlled device. In a hard disk or a CD drive, It is also used to drive the arm to position the head on the correct track. In general, a motor that rotates a certain angle every time a drive pulse is received is called a stepping motor or a pulse motor. Most of the dome camera servo motors used in CCTV use pulse motors. Stepping motors are also used in a variety of electronic devices, such as throttle valve actuators, vent flap control in air conditioning systems, and door-mirror seat adjustment (including memory).
스텝모터는 회전 운동을 하기 때문에 커플링 토크 컨버터 등의 동압 유체 전달장치로 입력회전 속도에 대한 출력 축 회전이 정지 상황인 스톨(stall) 현상이 구동 중 발생하는 경우가 있다. 종래에는 이러한 스톨 현상을 주파수 응답에서 입력신호에 대한 출력 신호 위상 지연을 감지하여 판별한다. 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 전류 또는 전압의 이상 수치가 감지되는 경우 이에 대한 위상 지연을 감지하여 판별한다. 하지만, 코일전류의 위상지연을 감지하여 스톨을 판단하는 방법은 비교적 많은 부품이 필요할 뿐만 아니라, 위상지연 감지를 통해 단지 스톨 발생 여부만을 판단 가능하다는 한계가 있다.Since the stepper motor rotates, a stall phenomenon in which the output shaft rotation relative to the input rotational speed is stopped may occur during driving by the hydrodynamic fluid transmission device such as a coupling torque converter. Conventionally, such a stall phenomenon is detected by detecting an output signal phase delay with respect to an input signal in a frequency response. Specifically, as shown in FIG. 1, when an abnormal value of a current or a voltage is sensed, a phase delay is detected and discriminated. However, the method of determining the stall by detecting the phase delay of the coil current requires a relatively large number of parts, and there is a limitation that it is only possible to determine whether or not the stall occurs by detecting the phase delay.
코일에 흐르는 전류를 측정하여 정상운전상태의 전류 프로파일과 측정된 전류 프로파일의 오차를 산출하여 전류 프로파일의 왜곡 정도를 파악함으로써 스텝 모터의 스톨 상태를 감지하는 스텝모터의 스톨 감지 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. There is provided a stall detecting method and apparatus of a step motor for detecting a stall state of a step motor by measuring a current flowing through a coil to calculate an error between a current profile in a normal operation state and an error in a measured current profile, .
실시예에 따른 스텝모터의 스톨(stall) 감지 방법은 (A)스텝모터 공급 전압에 따른 기준 전류 프로파일을 데이터베이스화 하는 단계; (B)스텝모터로의 공급전압을 측정하는 단계; (C)스텝모터의 코일에 전류가 흐르는 동안 일정 주기로 전류를 측정하는 단계; (D)측정된 공급전압과 측정된 전류에 따른 전류 프로파일을 산출하는 단계; (E)산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일 간 차이의 합계를 산출하는 단계; 및 (F)산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일간 차이의 합계를 기반으로 스텝모터 스톨 상태를 파악하는 단계; 를 포함한다. A stall detecting method of a stepping motor according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (A) converting a reference current profile according to a step motor supply voltage into a database; (B) measuring a supply voltage to the stepper motor; (C) measuring a current at regular intervals while a current flows through a coil of the step motor; (D) calculating a current profile according to the measured supply voltage and the measured current; (E) calculating a sum of the difference between the calculated current profile and the reference current profile; And (F) determining a step motor stall state based on the sum of the difference between the calculated current profile and the reference current profile; .
다른 실시예에 따른 스텝모터의 스톨(stall) 감지 장치는 스텝모터의 공급 전압에 따른 기준 전류 프로파일을 저장하는 데이터베이스; 스텝모터로의 공급전압을 측정하고 스텝모터의 코일에 전류가 흐르는 동안 일정 주기로 전류를 측정하여 측정된 공급전압과 측정된 전류에 따른 전류 프로파일을 산출하는 프로파일 생성모듈; 및 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일 간 차이의 합계를 산출하고 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일간 차이의 합계를 기반으로 스텝모터 스톨 상태를 파악하는 감지 모듈; 을 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a stall detecting apparatus for a step motor, comprising: a database storing a reference current profile according to a supply voltage of a step motor; A profile generation module that measures a supply voltage to the stepper motor and measures a current at regular intervals while a current flows through the coil of the stepper motor to calculate a measured current supply profile and a current profile according to the measured current; And a sensing module for calculating the sum of the difference between the calculated current profile and the reference current profile and grasping the step motor stall state based on the sum of the difference between the calculated current profile and the reference current profile; .
이상에서와 같은 스텝 모터의 스톨 감지 장치는 소프트웨어를 이용하여 스텝 모터의 스톨을 감지 가능하므로 스텝 모터의 회로 집적효율을 향상 시킬 수 있고 모터의 스톨 여부뿐만 아니라 이상이 발생한 경우 회전 축의 회전 각도 등 스톨 발생에 대한 세부 정보까지 파악 할 수 있다. Since the stall detection device of the step motor as described above can detect the stall of the step motor by using the software, it is possible to improve the circuit integration efficiency of the step motor, and if the stall of the motor is stalled, The details of the occurrence can be grasped.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 전류 모터의 전류프로파일 및 위상지연 예를 설명하기 위한 도면
도 2는 실시예에 따른 스텝모터 스톨 감지 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도
도 3은 실시예에 따른 스텝 모터 스톨 감지 장치의 구성을 보다 구체적으로 나타낸 블록도
도 4는 실시예에 따른 스톨 상태 감지 방법에 대한 데이터 처리 흐름을 나타낸 흐름도
도 5a는 실시예에 따른 기준 전류 프로파일 그래프 예
도 5b는 실시예에 따른 전류 프로파일을 나타낸 도면1 is a diagram for explaining an example of a current profile and a phase delay of a current motor;
2 is a block diagram showing a schematic configuration of a step motor stall detecting apparatus according to an embodiment
3 is a block diagram showing the configuration of the step motor stall detecting apparatus according to the embodiment in more detail.
4 is a flowchart showing a data processing flow for the stall state detection method according to the embodiment.
5A is a graph showing the relationship between the reference current profile graph example
5B is a view showing a current profile according to an embodiment;
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like numbers refer to like elements throughout.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도 2는 실시예에 따른 스텝모터 스톨 감지 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a step motor stall sensing apparatus according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 스텝모터 스톨 감지 장치는 데이터베이스(110), 프로파일 생성모듈(130) 및 감지모듈(150)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다. Referring to FIG. 2, the step motor stall sensing apparatus may include a
데이터베이스(110)는 스텝모터의 공급 전압에 따른 기준 전류 프로파일 및 전류와 전압에 따른 축의 회전 각도 프로파일을 저장하고, 본 개시에 따른 스텝 모터 스톨 감지에 필요한 일련의 데이터를 저장한다.The
프로파일 생성 모듈(130)은 스텝모터로의 공급전압을 측정하고 스텝모터의 코일에 전류가 흐르는 동안 일정 주기로 전류를 측정하여 측정된 공급전압과 측정된 전류에 따른 전류 프로파일을 산출한다. The
감지모듈(150)은 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일 간 차이의 합계를 산출하고 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일간 차이의 합계를 기반으로 스텝모터 스톨 상태를 파악한다. The
도 3은 실시예에 따른 스텝 모터 스톨 감지 장치의 구성을 보다 구체적으로 나타낸 블록도이다. 3 is a block diagram showing a more detailed configuration of the step motor stall detecting apparatus according to the embodiment.
도 3을 참조하면, 프로파일 생성모듈(130)은 측정부(131) 및 프로파일 산출부(133)을 포함하여 구성될 수 있고, 감지모듈(150)은 결정계수 연산부(151), 오차 합계 산출부(153) 및 스톨 상태 감지부(155)를 포함하여 구성될 수 있다.3, the
프로파일 생성모듈(130)의 측정부(131)는 스텝모터로의 공급전압을 측정하고 측정된 공급전압 별 전류 및 코일전류 측정값 평균을 각각 측정한다. The
프로파일 산출부(133)는 측정된 공급전압 별 전류 프로파일을 산출한다. 예컨대, 전류 프로파일은 시간에 따른 공급 전압 별 전류량 변화 및 전류량 데이터를 그래프로 나타내는 등 시간 및 전압 변화에 대한 전류량 정보를 의미할 수 있다.The
감지모듈(150)의 결정 계수 연산부(151)는 기준이 되는 시간 및 기준전압에 대한 전류 프로파일 F(Xi)를 이용한 결정 계수 R2 를 수학식 1을 통해 산출한다.The
본 개시에서 결정계수는 곡선을 최소자승법으로 평가할 때 최소자승곡선이 주어진 데이터에 대해 어느 정도 적합한지에 대한 통계적 척도이다.The coefficient of determination in this disclosure is a statistical measure of how well a least squares curve is appropriate for a given data when evaluating the curve by least squares.
[수학식 1] [Equation 1]
Xi: 측정시간 Yi: 코일전류 측정값 Y : 코일전류 측정값 평균 Xi: Measurement time Yi: Coil current measurement value Y: Coil current measurement value average
F(Xi): 기준이 되는 시간에 대한 기준전압에 대한 전류 프로파일 F (Xi): current profile for the reference voltage over a reference time
도 5a에 도시된 바와 같이, 이후, 스톨 상태 감지부(155)는 산출된 결정계수를 이용하여 스텝모터 스톨 상태를 파악한다. 예컨대, 기 저장된 결정계수에 따른 스톨 상태 데이터베이스를 통해, 산출된 결정계수를 저장된 결정계수와 비교하고, 유사도가 일정 수준 이상인 결정계수의 스톨 상태를 기반으로 산출된 결정 계수의 스톨 상태를 판단 할 수 있다.As shown in FIG. 5A, the stall
오차 합계 산출부(153)는 기준이 되는 시간에 대한 기준전압에 대한 전류 프로파일 F(Xi)과 코일 전류 측정값 Yi 의 오차 합계를 수학식 2를 통해 연산하여 기준 전류에 대한 측정 전류의 오차 합을 산출한다.The
[수학식 2] &Quot; (2) "
Err = Σ( | Yi - F(Xi) | / F(Xi) ) , ( i = 1 ~ n ) (I = 1 to n), Err =? (| Yi - F (Xi)
Xi: 측정시간 Yi: 코일전류 측정값 Xi: Measurement time Yi: Coil current measurement value
F(Xi): 기준이 되는 시간에 대한 기준전압에 대한 전류 프로파일 F (Xi): current profile for the reference voltage over a reference time
스톨 상태 감지부(155)는 산출된 오차 합을 이용하여 스텝모터 스톨 상태를 파악한다. 예컨대 스톨 상태 감지부(155)는 데이터베이스에 저장된 기준 전류 프로파일과 측정된 전류의 오차율 및 측정된 오차의 왜곡 정도를 통해 스텝 모터의 스톨 상태를 파악한다. 실시예에 따라, 스톨상태 감지부(155)는 스텝 모터 스톨 여부를 파악하고, 스톨상태인 경우 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일 간 차이를 기반으로 출력 축 회전 각도 등 스톨 상태에 대한 세부 정보를 산출할 수 있다. The stall
도 4는 실시예에 따른 스톨 상태 감지 방법에 대한 데이터 처리 흐름을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a data processing flow for a stall state detection method according to an embodiment.
스텝모터의 공급 전압에 따른 기준 전류 프로파일을 데이터베이스화 하기 위해 공급 전압에 따른 기준 전류 프로파일을 산출한다(S410). 기준 전류 프로파일 그래프 예시를 나타낸 도 5a에 도시된 바와 같이, 스텝 모터에 공급되는 전압을 10V, 12V, 14V 등으로 입력하고 입력 전압과 시간에 대한 전류를 측정하여 기준 전류 프로파일을 산출 할 수 있다. In order to make the reference current profile according to the supply voltage of the stepper motor a database, a reference current profile according to the supply voltage is calculated (S410). As shown in FIG. 5A showing an example of the reference current profile graph, the reference current profile can be calculated by inputting the voltage supplied to the stepper motor at 10V, 12V, 14V, etc. and measuring the current with respect to the input voltage and time.
이후, 스텝모터로의 공급전압을 측정하고(S420), 스텝모터의 코일에 전류가 흐르는 동안 일정 주기로 전류를 측정하여 측정된 공급전압과 측정된 전류에 따른 전류 프로파일을 산출한다(S430).Thereafter, the supply voltage to the stepper motor is measured (S420), the current is measured at regular intervals while the current flows through the coil of the stepper motor, and the current profile is calculated according to the measured supply voltage and the measured current (S430).
산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일 간 오차를 연산하고 오차의 합계를 산출한다(S440).The error between the calculated current profile and the reference current profile is calculated and the sum of the errors is calculated (S440).
산출된 오차의 합이 설정 치 이상인 경우, 스텝 모터의 스톨 상태를 파악하고(S460), 오차의 합이 설정치 이상이 아닌 경우 공급전압과 전류를 다시 측정한다. If the sum of the calculated errors is equal to or greater than the set value, the stall state of the step motor is grasped (S460). If the sum of the errors is not equal to or greater than the set value, the supply voltage and current are measured again.
실시예에서는 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일을 기반으로 스텝모터 스톨 상태를 파악한다. 도 5b는 실시예에 따른 전류 프로파일을 나타낸 도면이다. 도 5b에 도시된 바와 같이 정상(unstall) 상태에서의 전류 프로파일을 데이터베이스화 하고, 스텝 모터로 인가되는 전압에 대한 전류를 측정한다. 이후, 측정된 전류 프로파일을 정상 상태에서의 전류 프로파일의 시간 별 측정값을 비교하여 측정 전류와 정상 상태에서의 전류의 오차 및 그래프 왜곡 정도에 따라 스톨 여부 및 스톨 상태를 파악할 수 있다. 실시예에서는 스톨상태인 경우 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일 간 차이를 기반으로 출력 축 회전 각도를 산출할 수 있다. In the embodiment, the step motor stall state is grasped based on the calculated current profile and the reference current profile. 5B is a diagram showing a current profile according to an embodiment. As shown in FIG. 5B, the current profile in the unstalled state is converted into a database, and the current with respect to the voltage applied to the stepper motor is measured. Thereafter, the measured current profile is compared with the time-based measured value of the current profile in the steady state, and the stall state and the stall state can be grasped according to the error of the current in the steady state and the degree of graph distortion. In the embodiment, the output shaft rotation angle can be calculated based on the difference between the calculated current profile and the reference current profile in the stall state.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It is not limited to the embodiment.
110: 데이터베이스
130: 프로파일 생성모듈
131: 측정부 133: 프로파일 산출부
150: 감지모듈
151: 결정계수 연산부 153: 오차합계 산출부
155: 스톨 상태 감지부 110: Database
130: Profile creation module
131: Measuring section 133: Profile calculating section
150: Detection module
151: determination coefficient computing unit 153: error sum computing unit
155: stall state detection unit
Claims (8)
(A)스텝모터 공급 전압에 따른 기준 전류 프로파일을 데이터베이스화 하는 단계;
(B)스텝모터로의 공급전압을 측정하는 단계;
(C)스텝모터의 코일에 전류가 흐르는 동안 일정 주기로 전류를 측정하는 단계;
(D)상기 측정된 공급전압과 측정된 전류에 따른 전류 프로파일을 산출하는 단계;
(E)상기 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일 간 차이의 합계를 산출하는 단계; 및
(F)상기 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일간 차이의 합계를 기반으로 스텝모터 스톨 상태를 파악하는 단계; 를 포함하고
(F) 상기 스텝모터 스톨 상태를 파악하는 단계; 는
기준이 되는 시간에 대한 기준전압에 대한 전류 프로파일 F(Xi)를 이용한 결정 계수 R2 을 수학식 1,
(i = 1 ~ n, Xi: 측정시간 Yi: 코일전류 측정값, Y : 코일전류 측정값 평균)을 통해 산출하는 단계; 및
상기 산출된 결정계수를 이용하여 스텝모터 스톨 상태를 파악하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스텝모터의 스톨 감지 방법.
A method of stall detection of a stepping motor,
(A) converting a reference current profile according to a step motor supply voltage into a database;
(B) measuring a supply voltage to the stepper motor;
(C) measuring a current at regular intervals while a current flows through a coil of the step motor;
(D) calculating a current profile according to the measured supply voltage and the measured current;
(E) calculating a sum of the difference between the calculated current profile and the reference current profile; And
(F) determining a step motor stall state based on a sum of the difference between the calculated current profile and the reference current profile; Including the
(F) recognizing the step motor stall state; The
The determination coefficient R 2 using the current profile F (Xi) with respect to the reference voltage with respect to the reference time is expressed by Equation 1,
(i = 1 to n, Xi: measurement time Yi: coil current measurement value, and Y: coil current measurement value average). And
Determining a step motor stall state by using the calculated decision coefficient; And a stall detecting step of detecting a stall of the step motor.
기준이 되는 시간에 대한 기준전압에 대한 전류 프로파일 F(Xi)과 코일 전류 측정값 Yi 의 오차 합계를 수학식 2, Err = Σ( | Yi - F(Xi) | / F(Xi) ), (i = 1 ~ n, Xi: 측정시간 Yi : 코일전류 측정값, Y : 코일전류 측정값 평균)를 통해 산출하는 단계; 및
상기 산출된 오차 합계를 기반으로 스텝 모터 스톨 상태를 파악하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스텝모터의 스톨 감지 방법.
The method according to claim 1, further comprising the steps of: (F) recognizing a step motor stall state; The
The sum of the errors of the current profile F (Xi) and the coil current measurement value Yi with respect to the reference time is expressed by the following equation (2): Err =? (Yi-F i = 1 to n, Xi: measurement time Yi: coil current measurement value, and Y: coil current measurement value average); And
Determining a step motor stall state based on the calculated error sum;
And a stall detecting step of detecting a stall of the step motor.
스텝 모터 스톨 여부를 파악하고, 스톨상태인 경우 상기 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일 간 차이를 기반으로 출력 축 회전 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 스텝 모터의 스톨 감지 방법.
The method according to claim 1, further comprising the steps of: (F) recognizing a step motor stall state; The
Wherein the stall detection means detects the stall state of the step motor and calculates an output shaft rotation angle based on a difference between the calculated current profile and the reference current profile when the stall state is stalled.
스텝모터의 공급 전압에 따른 기준 전류 프로파일을 저장하는 데이터베이스;
스텝모터로의 공급전압을 측정하고 스텝모터의 코일에 전류가 흐르는 동안 일정 주기로 전류를 측정하여 상기 측정된 공급전압과 측정된 전류에 따른 전류 프로파일을 산출하는 프로파일 생성모듈; 및
상기 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일 간 차이의 합계를 산출하고 상기 산출된 전류 프로파일과 기준 전류 프로파일간 차이의 합계를 기반으로 스텝모터 스톨 상태를 파악하는 감지 모듈; 을 포함하고
상기 감지모듈은
기준시간과 기준전압에 대한 전류 프로파일 F(Xi)를 이용한 결정 계수 R2 을 수학식 1, R2 = 1 - Σ(Yi-Y)2 / Σ(Yi - F(Xi) )2 , (i = 1 ~ n, Xi: 측정시간 Yi : 코일전류 측정값, Y : 코일전류 측정값 평균)을 통해 산출하는 결정계수 연산부; 및
상기 산출된 결정계수를 이용하여 스텝모터 스톨 상태를 파악하는 스톨 상태 감지부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스텝모터의 스톨 감지 장치.
A stall sensing apparatus for a stepping motor, comprising:
A database storing a reference current profile according to a supply voltage of the stepper motor;
A profile generation module measuring a supply voltage to the stepper motor and measuring a current at a constant cycle while a current flows through a coil of the stepper motor to calculate a current profile according to the measured supply voltage and the measured current; And
A sensing module for calculating the sum of the difference between the calculated current profile and the reference current profile and for grasping the step motor stall state based on a sum of the difference between the calculated current profile and the reference current profile; And
The sensing module
The coefficient of determination R 2 using the current profile F (Xi) with respect to a reference time with a reference voltage equation 1, R 2 = 1 - Σ (Yi-Y) 2 / Σ (Yi - F (Xi)) 2, (i = 1 to n, Xi: measurement time Yi: coil current measurement value, and Y: coil current measurement value average); And
A stall state sensing unit for sensing a step motor stall state using the calculated decision coefficient; Wherein the stall detecting device includes a step motor.
기준이 되는 시간에 대한 기준전압에 대한 전류 프로파일 F(Xi)과 코일 전류 측정값 Yi 의 오차 합계를 수학식 2, Err = Σ( | Yi - F(Xi) | / F(Xi) ) , (i = 1 ~ n, Xi: 측정시간 Yi : 코일전류 측정값, Y : 코일전류 측정값 평균)를 통해 산출하는 오차 합계 산출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스텝모터의 스톨 감지 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the sensing module
The sum of the errors of the current profile F (Xi) and the coil current measurement value Yi with respect to the reference time is expressed by the following equation (2): Err =? (Yi-F (i = 1 to n, Xi: measured time Yi: coil current measured value, and Y: coil current measured value average).
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KR20230079742A (en) * | 2021-11-29 | 2023-06-07 | 주식회사 유라코퍼레이션 | System and method for building a folding/unfolding database |
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2017
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