專利名稱：一種伺服電機(jī)位置控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種伺服電機(jī)控制方法，尤其是涉及一種伺服電機(jī)位置控制方法。
背景技術(shù)：
伺服電機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，伺服電機(jī)具有精度高、 速度快、可靠性高、操作性好等優(yōu)點(diǎn)。
伺服電機(jī)一般是由脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是由脈沖信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)決定 的，這就需要一個(gè)高精度的計(jì)數(shù)器來(lái)對(duì)脈沖信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行精確計(jì)數(shù)以確定伺服電 機(jī)的位置，同時(shí)由于可能計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)較多，這樣要求該高精度的計(jì)數(shù)器同時(shí)具有較 多的位數(shù)。目前，對(duì)脈沖信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)通常采用兩種方法，第一種方法直 接采用市售的計(jì)數(shù)器，將該計(jì)數(shù)器與用于產(chǎn)生脈沖信號(hào)的可編程信號(hào)發(fā)生器連接，可編 程信號(hào)發(fā)生器與伺服電機(jī)連接，開(kāi)啟可編程信號(hào)發(fā)生器，可編程信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信 號(hào)和方向信號(hào)，并將脈沖信號(hào)和方向信號(hào)同時(shí)傳輸給伺服電機(jī)和計(jì)數(shù)器，輸入到伺服電 機(jī)的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)工作，輸入到計(jì)數(shù)器的脈沖信號(hào)作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)，計(jì) 數(shù)器通過(guò)計(jì)數(shù)信號(hào)對(duì)輸入到伺服電機(jī)的脈沖信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并保存計(jì)數(shù)值， 當(dāng)保存的計(jì)數(shù)值到達(dá)預(yù)設(shè)的目標(biāo)計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)器向可編程信號(hào)發(fā)生器輸出溢出信號(hào)， 該溢出信號(hào)控制可編程信號(hào)發(fā)生器停止工作即停止輸出脈沖信號(hào)，從而使得伺服電機(jī)也 停止工作，有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度即位置的控制，在該方法中計(jì)數(shù)器可采
用市售的型號(hào)為8253的計(jì)數(shù)器或型號(hào)為8254的計(jì)數(shù)器等；第二種方法直接利用計(jì)數(shù)
控制程序來(lái)進(jìn)行脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)控制程序中所計(jì)的計(jì)數(shù)值到達(dá)預(yù)設(shè)的目標(biāo)計(jì)數(shù) 值時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序控制可編程信號(hào)發(fā)生器停止向伺服電機(jī)傳輸脈沖信號(hào)。上述第一種 方法雖然能夠有效保證對(duì)脈沖信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)精度，也可通過(guò)采用不同位數(shù)的計(jì) 數(shù)器滿足不同的計(jì)數(shù)位數(shù)要求，但在計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)較多的情況下，要求計(jì)數(shù)器具有較 多的位數(shù)，這樣隨著計(jì)數(shù)器位數(shù)的增加必然使成本急劇提高，而且隨著計(jì)數(shù)器位數(shù)的增
加也將大大降低計(jì)數(shù)速度，無(wú)法適應(yīng)高速計(jì)數(shù)的要求；第二種方法由于利用了計(jì)數(shù)控制 程序，所以不像第一種方法中的計(jì)數(shù)器存在位數(shù)的限制，其在位數(shù)上可以隨意增加，適 用于需計(jì)數(shù)較多脈沖個(gè)數(shù)的情況，另一方面由于無(wú)需采用現(xiàn)有的計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，所以 大大降低了硬件開(kāi)支，但利用計(jì)數(shù)控制程序進(jìn)行計(jì)數(shù)存在計(jì)數(shù)精度不高這一致命的缺 陷，無(wú)法適應(yīng)高精度計(jì)數(shù)的要求，另外，隨著位數(shù)的增加也將降低計(jì)數(shù)速度，無(wú)法適應(yīng)高速計(jì)數(shù)的要求，也無(wú)法適應(yīng)實(shí)時(shí)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種保證計(jì)數(shù)精度的同時(shí)，能夠增加計(jì)數(shù)位數(shù)并 有效提高計(jì)數(shù)速度，適應(yīng)高精度高速度計(jì)數(shù)的要求，且硬件成本較低的伺服電機(jī)位置控 制方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為 一種伺服電機(jī)位置控制方法，將用 于產(chǎn)生脈沖信號(hào)的可編程信號(hào)發(fā)生器分別與伺服電機(jī)和計(jì)數(shù)器連接，再將計(jì)數(shù)器與一個(gè) 具有計(jì)數(shù)控制程序的控制器連接，計(jì)數(shù)控制程序中預(yù)先設(shè)置有一個(gè)目標(biāo)計(jì)數(shù)值，當(dāng)目標(biāo) 計(jì)數(shù)值與己計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差大于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器 清零重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差小于等于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù) 值時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器以計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值減去目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì) 數(shù)值之差的結(jié)果為計(jì)數(shù)初值繼續(xù)計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超出計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)計(jì) 數(shù)器產(chǎn)生溢出信號(hào)，可編程信號(hào)發(fā)生器在溢出信號(hào)的作用下停止產(chǎn)生脈沖信號(hào)，達(dá)到對(duì) 伺服電機(jī)位置的控制，該伺服電機(jī)位置控制方法的具體步驟為
① 在計(jì)數(shù)控制程序中預(yù)先設(shè)置一個(gè)用于標(biāo)示伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的目標(biāo)計(jì)數(shù)值、 一個(gè) 總計(jì)數(shù)值及一個(gè)中間變量值，記目標(biāo)計(jì)數(shù)值為toto/，記總計(jì)數(shù)值為^m，記中間變量值
為W附'，其中，犯/W的初始值為0， SW附'的初始值為0;
② 開(kāi)啟可編程信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、控制器及伺服電機(jī)，控制器中的計(jì)數(shù)控制程序 控制計(jì)數(shù)器清零，同時(shí)清除計(jì)數(shù)器的溢出信號(hào)，使可編程信號(hào)發(fā)生器開(kāi)始產(chǎn)生可變頻率 的脈沖信號(hào)和方向信號(hào)，可編程信號(hào)發(fā)生器將其產(chǎn)生的脈沖信號(hào)和方向信號(hào)同時(shí)傳輸給 伺服電機(jī)和計(jì)數(shù)器，輸入到伺服電機(jī)的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)開(kāi)始工作，輸入到計(jì)數(shù)器 的脈沖信號(hào)作為計(jì)數(shù)信號(hào)使計(jì)數(shù)器開(kāi)始脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)；
③ 當(dāng)計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間到達(dá)設(shè)定的時(shí)間間隔時(shí)，計(jì)數(shù)控 制程序讀取計(jì)數(shù)器當(dāng)前的計(jì)數(shù)值，記為fl，然后將計(jì)數(shù)器當(dāng)前的計(jì)數(shù)值a與總計(jì)數(shù)值wm
相加，并將相加的結(jié)果保存到中間變量值犯w'中，再將中間變量值wm'賦值給總計(jì)數(shù)值 S謂；
④ 計(jì)數(shù)控制程序計(jì)算目標(biāo)計(jì)數(shù)值Mto/與總計(jì)數(shù)值wm之差，記為6，判斷目標(biāo)計(jì)數(shù) 值toto/與總計(jì)數(shù)值ww之差6是否大于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值，如果是，則計(jì)數(shù)控制程序 控制計(jì)數(shù)器清零重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，并返回執(zhí)行步驟③，否則，計(jì)數(shù)控制程序計(jì)算計(jì)數(shù)器的 最大計(jì)數(shù)值減去目標(biāo)計(jì)數(shù)值toto/與總計(jì)數(shù)值wm之差6的結(jié)果，記為c，計(jì)數(shù)控制程序 控制計(jì)數(shù)器以結(jié)果c為計(jì)數(shù)初值繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超出計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值
5時(shí)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出信號(hào)，并將溢出信號(hào)傳輸給可編程信號(hào)發(fā)生器，可編程信號(hào)發(fā)生器 接收到溢出信號(hào)后停止產(chǎn)生脈沖信號(hào)和方向信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)位置的精確控制。 所述的計(jì)數(shù)器采用現(xiàn)有市售的計(jì)數(shù)位數(shù)大于等于8位且小于等于16位的計(jì)數(shù)器。 所述的計(jì)數(shù)器采用現(xiàn)有市售的計(jì)數(shù)位數(shù)為8位的計(jì)數(shù)器，所述的8位的計(jì)數(shù)器的最 大計(jì)數(shù)值為255。
所述的計(jì)數(shù)器采用現(xiàn)有市售的最大計(jì)數(shù)值在100 65535范圍內(nèi)的計(jì)數(shù)器。
所述的步驟③中設(shè)定的時(shí)間間隔為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)小于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù) 值時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間。
所述的計(jì)數(shù)器采用現(xiàn)有市售的計(jì)數(shù)位數(shù)為8位的計(jì)數(shù)器，所述的步驟③中設(shè)定的時(shí) 間間隔為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)在50 250范圍內(nèi)時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間。
所述的計(jì)數(shù)器采用現(xiàn)有市售的計(jì)數(shù)位數(shù)為8位的計(jì)數(shù)器，所述的步驟③中設(shè)定的時(shí) 間間隔為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)為100時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)將計(jì)數(shù)器與計(jì)數(shù)控制程序結(jié)合使用，且在 計(jì)數(shù)控制程序中預(yù)先設(shè)置一個(gè)目標(biāo)計(jì)數(shù)值，當(dāng)目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差大于 計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器清零重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)目標(biāo)計(jì)數(shù)值與 已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差小于等于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器以計(jì) 數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值減去目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差的結(jié)果為計(jì)數(shù)初值繼續(xù)計(jì) 數(shù)，在計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超出計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值(如8位計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值為255)時(shí) 即計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值到達(dá)計(jì)數(shù)器的模值(8位計(jì)數(shù)器的模值為256)時(shí)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出信號(hào)， 可編程信號(hào)發(fā)生器在溢出信號(hào)的作用下停止產(chǎn)生脈沖信號(hào)，達(dá)到了對(duì)伺服電機(jī)位置的控 制，由于計(jì)數(shù)器具有計(jì)數(shù)速度快、計(jì)數(shù)精度高，而計(jì)數(shù)控制程序具有控制靈活性好且可 根據(jù)需要隨意增加計(jì)數(shù)位數(shù)，因而在保證了計(jì)數(shù)精度和計(jì)數(shù)速度的同時(shí)，有效提高了計(jì) 數(shù)位數(shù)，適應(yīng)于高精度高速度計(jì)數(shù)且需計(jì)數(shù)較多脈沖個(gè)數(shù)的場(chǎng)合，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電 機(jī)位置的精確控制；另外，由于使用了計(jì)數(shù)控制程序來(lái)分擔(dān)計(jì)數(shù)，使得對(duì)計(jì)數(shù)器的位數(shù) 的要求降低，從而有效降低了硬件成本，對(duì)計(jì)數(shù)長(zhǎng)度無(wú)要求；同時(shí)也正好完成對(duì)計(jì)數(shù)控 制程序的監(jiān)視功能，當(dāng)計(jì)數(shù)控制程序出現(xiàn)故障或速度過(guò)慢時(shí)，計(jì)數(shù)器溢出產(chǎn)生溢出信號(hào)， 溢出信號(hào)使可編程信號(hào)發(fā)生器停止產(chǎn)生脈沖信號(hào)，此時(shí)伺服電機(jī)在沒(méi)有脈沖信號(hào)的驅(qū)動(dòng) 下也停止了工作，從而有效防止了伺服電機(jī)的飛車。


圖1為本發(fā)明方法中各部件的連接示意圖; 圖2為本發(fā)明方法的流程框圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
在對(duì)伺服電機(jī)的位置進(jìn)行控制時(shí)，如果純粹使用計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，則隨著計(jì)數(shù)器位數(shù) 的增加，將導(dǎo)致計(jì)數(shù)速度的降低，同時(shí)將增加硬件成本，如果純粹使用計(jì)數(shù)控制程序來(lái) 實(shí)現(xiàn)，則存在計(jì)數(shù)精度不高的問(wèn)題。為能夠在保證計(jì)數(shù)精度的同時(shí)，提高計(jì)數(shù)速度，以 適應(yīng)高精度高速度計(jì)數(shù)的要求，同時(shí)降低硬件成本，本發(fā)明提出了一種伺服電機(jī)位置控 制方法。
本發(fā)明方法將用于產(chǎn)生脈沖信號(hào)的可編程信號(hào)發(fā)生器分別與伺服電機(jī)和計(jì)數(shù)器連 接，再將計(jì)數(shù)器與一個(gè)具有計(jì)數(shù)控制程序的控制器連接，如圖1所示，在此可編程信號(hào) 發(fā)生器采用現(xiàn)有技術(shù)，可編程信號(hào)發(fā)生器可以由外部信號(hào)來(lái)控制是否產(chǎn)生脈沖信號(hào)及信 號(hào)的頻率，在此具體實(shí)施例中可編程信號(hào)發(fā)生器由計(jì)數(shù)器的溢出信號(hào)來(lái)控制是否產(chǎn)生脈 沖信號(hào)，控制器可以為PC機(jī)或普通芯片，但在PC機(jī)上需事先安裝好計(jì)數(shù)控制程序或
在普通芯片上燒錄有計(jì)數(shù)控制程序。在計(jì)數(shù)控制程序中預(yù)先設(shè)置一個(gè)目標(biāo)計(jì)數(shù)值，當(dāng)目 標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差大于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù) 器清零重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差小于等于計(jì)數(shù)器的最大計(jì) 數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器以計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值減去目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總 計(jì)數(shù)值之差的結(jié)果為計(jì)數(shù)初值繼續(xù)計(jì)數(shù)，這樣通過(guò)計(jì)數(shù)器與計(jì)數(shù)控制程序配合實(shí)現(xiàn)脈沖 個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)，不僅保證了計(jì)數(shù)精度，而且提高了計(jì)數(shù)速度，實(shí)際上可以將計(jì)數(shù)器看成是 一個(gè)低位計(jì)數(shù)器，而將計(jì)數(shù)控制程序看成是一個(gè)經(jīng)過(guò)計(jì)算的高位計(jì)數(shù)器，該高位計(jì)數(shù)器
同時(shí)具有控制低位計(jì)數(shù)器的功能。本發(fā)明方法如圖2所示，其具體步驟如下
① 在計(jì)數(shù)控制程序中預(yù)先設(shè)置一個(gè)用于標(biāo)示伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的目標(biāo)計(jì)數(shù)值、 一個(gè) 總計(jì)數(shù)值及一個(gè)中間變量值，記目標(biāo)計(jì)數(shù)值為toto/，記總計(jì)數(shù)值為W附，記中間變量值
為^/n'，其中，w/w的初始值為0，幼m'的初始值為O。在此具體實(shí)施例中計(jì)數(shù)器可采
用現(xiàn)有市售的計(jì)數(shù)位數(shù)大于6位且小于等于16位的計(jì)數(shù)器，也可根據(jù)最大計(jì)數(shù)值確定 計(jì)數(shù)器如采用現(xiàn)有市售的最大計(jì)數(shù)值在100 65535范圍內(nèi)的計(jì)數(shù)器，采用這些計(jì)數(shù)器 既可保證計(jì)數(shù)速度，也有效控制了硬件開(kāi)支。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中一般可采用計(jì)數(shù)位數(shù)為 8位的計(jì)數(shù)器，由于計(jì)數(shù)器中一般是從O開(kāi)始計(jì)數(shù)的，因此8位計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值為 28-1=256-1=255。
② 開(kāi)啟可編程信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、控制器及伺服電機(jī)的電源，控制器中的計(jì)數(shù)控 制程序控制計(jì)數(shù)器清零，同時(shí)清除計(jì)數(shù)器的溢出信號(hào)，在計(jì)數(shù)器沒(méi)有產(chǎn)生溢出信號(hào)時(shí)可 編程信號(hào)發(fā)生器開(kāi)始工作，產(chǎn)生可變頻率的脈沖信號(hào)和方向信號(hào)，可編程信號(hào)發(fā)生器將 其產(chǎn)生的脈沖信號(hào)和方向信號(hào)同時(shí)傳輸給伺服電機(jī)和計(jì)數(shù)器，即將脈沖信號(hào)和方向信號(hào) 一路傳輸給伺服電機(jī)，另一路傳輸給計(jì)數(shù)器，輸入到伺服電機(jī)的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)開(kāi)始工作，輸入到計(jì)數(shù)器的脈沖信號(hào)作為計(jì)數(shù)信號(hào)使計(jì)數(shù)器開(kāi)始脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)。溢出 信號(hào)用于控制可編程信號(hào)發(fā)生器的開(kāi)關(guān)，在此無(wú)溢出信號(hào)時(shí)，可編程信號(hào)發(fā)生器工作產(chǎn) 生脈沖信號(hào)和方向信號(hào)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出信號(hào)時(shí)，可編程信號(hào)發(fā)生器停止產(chǎn)生脈沖信號(hào) 和方向信號(hào)。
③ 當(dāng)計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間到達(dá)設(shè)定的時(shí)間間隔時(shí)，計(jì)數(shù)控 制程序讀取計(jì)數(shù)器當(dāng)前的計(jì)數(shù)值，記為a，然后將計(jì)數(shù)器當(dāng)前的計(jì)數(shù)值fl與總計(jì)數(shù)值w附
相加，并將相加的結(jié)果保存到中間變量值^附'中，再將中間變量值犯附'賦值給總計(jì)數(shù)值
■yM/W,可表達(dá)為SM附'-W/W + a ， 5WW = /W'。在此，設(shè)定的時(shí)間間隔為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的
脈沖個(gè)數(shù)小于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間，由于設(shè)定的時(shí)間間 隔太大時(shí)，計(jì)數(shù)器容易溢出，這樣計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的溢出信號(hào)將控制可編程信號(hào)發(fā)生器停止 工作，在還未計(jì)數(shù)到目標(biāo)計(jì)數(shù)值toto/時(shí)就終止了計(jì)數(shù)過(guò)程，設(shè)定的時(shí)間間隔太小時(shí)，計(jì) 數(shù)控制程序讀取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的頻率太高，將影響實(shí)時(shí)性，因此設(shè)定的時(shí)間間隔可取 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)小于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間。采用
8位計(jì)數(shù)器時(shí)，8位計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值為255，這樣設(shè)定的時(shí)間間隔最大即為255個(gè)脈 沖的計(jì)數(shù)時(shí)間，但實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中最好小于255個(gè)脈沖的計(jì)數(shù)時(shí)間，如設(shè)定的時(shí)間間隔 可取計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)在50 250范圍內(nèi)時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間，這樣可 保證計(jì)數(shù)控制程序在計(jì)數(shù)器溢出之前就讀取了計(jì)數(shù)器當(dāng)前的計(jì)數(shù)值且控制了計(jì)數(shù)器清 零重新計(jì)數(shù)，也可保證計(jì)數(shù)的實(shí)時(shí)性，在此具體實(shí)施例中，設(shè)定的時(shí)間間隔取計(jì)數(shù)器計(jì) 數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)為100時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間。
④ 計(jì)數(shù)控制程序計(jì)算目標(biāo)計(jì)數(shù)值to/"/與總計(jì)數(shù)值s"附之差，記為6，即 6 = ，判斷目標(biāo)計(jì)數(shù)值toto/與總計(jì)數(shù)值w/n之差6是否大于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù) 值，如果是，則計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器清零重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，并返回執(zhí)行步驟③，否則， 計(jì)數(shù)控制程序計(jì)算計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值減去目標(biāo)計(jì)數(shù)值toto/與總計(jì)數(shù)值s"m之差6的 結(jié)果，記為c，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器以結(jié)果c為計(jì)數(shù)初值繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì) 數(shù)值超出計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出信號(hào)，并將溢出信號(hào)傳輸給可編程信 號(hào)發(fā)生器，可編程信號(hào)發(fā)生器接收到溢出信號(hào)后停止產(chǎn)生脈沖信號(hào)和方向信號(hào)，此時(shí)伺 服電機(jī)在沒(méi)有脈沖信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下也停止了工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)位置的精確控制。在此， 計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出信號(hào)時(shí)總計(jì)數(shù)值s"w剛好達(dá)到目標(biāo)計(jì)數(shù)值toto/ 。
本發(fā)明方法通過(guò)將計(jì)數(shù)器與計(jì)數(shù)控制程序結(jié)合使用，利用計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的溢出信號(hào)來(lái) 控制可編程信號(hào)發(fā)生器的開(kāi)關(guān)，完成精確計(jì)數(shù)，降低了對(duì)計(jì)數(shù)控制程序進(jìn)行計(jì)數(shù)的實(shí)時(shí) 性要求，利用計(jì)數(shù)控制程序增加計(jì)數(shù)位數(shù)和控制靈活性，滿足了較多脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)情 況，降低了硬件成本。此外，將計(jì)數(shù)器與計(jì)數(shù)控制程序結(jié)合使用還存在一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng) 計(jì)數(shù)控制程序由于某種原因出現(xiàn)程序"跑飛"時(shí)，能夠自動(dòng)使可編程信號(hào)發(fā)生器停止輸
8出脈沖信號(hào)，其實(shí)現(xiàn)原理是計(jì)數(shù)控制程序"跑飛"以后，就不會(huì)定時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清 零，這樣計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值就會(huì)不斷地增加，當(dāng)計(jì)數(shù)值增加到計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)就會(huì) 發(fā)生溢出，此時(shí)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出信號(hào)使可編程信號(hào)發(fā)生器停止產(chǎn)生脈沖信號(hào)。
權(quán)利要求
1、一種伺服電機(jī)位置控制方法，其特征在于將用于產(chǎn)生脈沖信號(hào)的可編程信號(hào)發(fā)生器分別與伺服電機(jī)和計(jì)數(shù)器連接，再將計(jì)數(shù)器與一個(gè)具有計(jì)數(shù)控制程序的控制器連接，計(jì)數(shù)控制程序中預(yù)先設(shè)置有一個(gè)目標(biāo)計(jì)數(shù)值，當(dāng)目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差大于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器清零重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差小于等于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器以計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值減去目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差的結(jié)果為計(jì)數(shù)初值繼續(xù)計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超出計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出信號(hào)，可編程信號(hào)發(fā)生器在溢出信號(hào)的作用下停止產(chǎn)生脈沖信號(hào)，達(dá)到對(duì)伺服電機(jī)位置的控制，該伺服電機(jī)位置控制方法的具體步驟為①在計(jì)數(shù)控制程序中預(yù)先設(shè)置一個(gè)用于標(biāo)示伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的目標(biāo)計(jì)數(shù)值、一個(gè)總計(jì)數(shù)值及一個(gè)中間變量值，記目標(biāo)計(jì)數(shù)值為total，記總計(jì)數(shù)值為sum，記中間變量值為sum′，其中，sum的初始值為0，sum′的初始值為0；②開(kāi)啟可編程信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、控制器及伺服電機(jī)，控制器中的計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器清零，同時(shí)清除計(jì)數(shù)器的溢出信號(hào)，使可編程信號(hào)發(fā)生器開(kāi)始產(chǎn)生可變頻率的脈沖信號(hào)和方向信號(hào)，可編程信號(hào)發(fā)生器將其產(chǎn)生的脈沖信號(hào)和方向信號(hào)同時(shí)傳輸給伺服電機(jī)和計(jì)數(shù)器，輸入到伺服電機(jī)的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)開(kāi)始工作，輸入到計(jì)數(shù)器的脈沖信號(hào)作為計(jì)數(shù)信號(hào)使計(jì)數(shù)器開(kāi)始脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)；③當(dāng)計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間到達(dá)設(shè)定的時(shí)間間隔時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序讀取計(jì)數(shù)器當(dāng)前的計(jì)數(shù)值，記為a，然后將計(jì)數(shù)器當(dāng)前的計(jì)數(shù)值a與總計(jì)數(shù)值sum相加，并將相加的結(jié)果保存到中間變量值sum′中，再將中間變量值sum′賦值給總計(jì)數(shù)值sum；④計(jì)數(shù)控制程序計(jì)算目標(biāo)計(jì)數(shù)值total與總計(jì)數(shù)值sum之差，記為b，判斷目標(biāo)計(jì)數(shù)值total與總計(jì)數(shù)值sum之差b是否大于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值，如果是，則計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器清零重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，并返回執(zhí)行步驟③，否則，計(jì)數(shù)控制程序計(jì)算計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值減去目標(biāo)計(jì)數(shù)值total與總計(jì)數(shù)值sum之差b的結(jié)果，記為c，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器以結(jié)果c為計(jì)數(shù)初值繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超出計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出信號(hào)，并將溢出信號(hào)傳輸給可編程信號(hào)發(fā)生器，可編程信號(hào)發(fā)生器接收到溢出信號(hào)后停止產(chǎn)生脈沖信號(hào)和方向信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)位置的精確控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服電機(jī)位置控制方法，其特征在于所述的計(jì)數(shù)器采用現(xiàn)有市售的計(jì)數(shù)位數(shù)大于等于8位且小于等于16位的計(jì)數(shù)器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種伺服電機(jī)位置控制方法，其特征在于所述的計(jì)數(shù)器采用現(xiàn)有市售的計(jì)數(shù)位數(shù)為8位的計(jì)數(shù)器，所述的8位的計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值為255。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服電機(jī)位置控制方法，其特征在于所述的計(jì)數(shù)器采用現(xiàn)有市售的最大計(jì)數(shù)值在100 65535范圍內(nèi)的計(jì)數(shù)器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種伺服電機(jī)位置控制方法，其特征在于所述的步驟③中設(shè)定的時(shí)間間隔為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)小于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種伺服電機(jī)位置控制方法，其特征在于所述的計(jì)數(shù)器采用現(xiàn)有市售的計(jì)數(shù)位數(shù)為8位的計(jì)數(shù)器，所述的步驟③中設(shè)定的時(shí)間間隔為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)在50 250范圍內(nèi)時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種伺服電機(jī)位置控制方法，其特征在于所述的計(jì)數(shù)器采用現(xiàn)有市售的計(jì)數(shù)位數(shù)為8位的計(jì)數(shù)器，所述的步驟③中設(shè)定的時(shí)間間隔為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)為100時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)所經(jīng)歷的計(jì)數(shù)時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種伺服電機(jī)位置控制方法，通過(guò)將計(jì)數(shù)器與計(jì)數(shù)控制程序結(jié)合使用，且在計(jì)數(shù)控制程序中預(yù)先設(shè)置一個(gè)目標(biāo)計(jì)數(shù)值，當(dāng)目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差大于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器清零重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差小于等于計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)控制程序控制計(jì)數(shù)器以計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值減去目標(biāo)計(jì)數(shù)值與已計(jì)數(shù)的總計(jì)數(shù)值之差的結(jié)果為計(jì)數(shù)初值繼續(xù)計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超出計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值時(shí)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出信號(hào)，這樣通過(guò)計(jì)數(shù)器與計(jì)數(shù)控制程序配合實(shí)現(xiàn)脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)，在保證計(jì)數(shù)精度的同時(shí)，有效提高了計(jì)數(shù)速度，適應(yīng)于高精度高速度計(jì)數(shù)的要求，同時(shí)降低了硬件成本。
文檔編號(hào)G05B19/05GK101625559SQ20091010142
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日
發(fā)明者嚴(yán)潔卿, 俞建定, 軍 葉, 徐鐵峰, 蔣剛毅 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)