本技术属于属于控制，具体涉及一种基于时间周期的同步运行双电机控制方法。
背景技术：
：：1、步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，其工作原理如图1所示(以两相步进电机为例)。步进电机输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比。其中pul(输入步进控制脉冲信号)、dir(步进电机运动方向控制)、env(使能)为驱动模块的典型输入信号。所述驱动模块为步进电机驱动器电路，如drv8825、tmc2225及其外围电路，m332c步进电机驱动器等；a+、a-、b+、b-(或称acbd)为驱动步进电机的驱动信号线。2、步进电机有三种驱动模式，即全步驱动、半步驱动和微步驱动(细分)。在全步驱动模式下，每输入一个脉冲信号，转子就转动一个固定的角度(称为“步距角”)或者在直线步进电机中前进一定的距离，每步距离是固定的，这个距离与电机的结构参数有关。微步驱动模式是一种细分步进电机步距的技术，允许电机以比全步进更小的增量进行旋转。在微步驱动模式下，步进电机驱动器或者步进电机驱动芯片通过精细控制电压、电流来达到细分控制的效果；这种技术利用了电流控制，以产生介于两个全步位置之间的中间磁场状态，使电机可以更平滑地移动，并能够实现更精确的定位。微步驱动原理的核心在于对绕组电流的精细控制。在传统的步进电机操作中，绕组通常被全开或全关，对应于一个特定的极性方向，从而产生足够的力矩使电机转到下一个步距角。然而，在微步驱动模式下，控制器会将电流分成多个级别(或“微步”)，而不是全开或全关。微步，通俗意义上讲就是把一步细分为多个微步进行控制，例如，在全步驱动模式下，一步(如1.8°)只需要一个脉冲，而在16微步驱动下，则原本一步(如1.8°)需要16个微步完成，而且需要16个脉冲。3、由步进电机驱动器电路设置的驱动模式和电路性能的差异，驱动信号呈现的波形不同(全步驱动时为方波，微步驱动模式时近似为正弦波形的采样波形)。4、在诸如布料及条幅印染、传送带、滚动印章机等设备中，需要用到多个步进电机协同运动，并实现工作间距(如印染、加工、盖章的间距)调整。5、如图2所示，以盖章机为例，其工作原理是由走纸电机带动纸张运动，纸张运动到工作位即盖章位置时，由盖章电机带动的印章与纸张接触，开始在纸张上盖章，盖章时走纸电机控制的滚轮走纸速度必须与印章转动的线速度相同。需要在纸张上印多个章时，需要通过调整盖章电机与走纸电机速度来调整在纸张上盖章的间距。技术实现思路1、本技术的目的是，提供一种基于时间周期的同步运行双电机控制方法，可以实现双步进电机协同间距调整。2、第一方面，本技术提供一种基于时间周期的同步运行双电机控制方法，双电机包括第一步进电机和第二步进电机；第一步进电机和第二步进电机按以下方式协同工作：3、第一步进电机传动第一物品，第二步进电机传动第二滚轮；4、第二滚轮周向分为第一安全区域、工作区域、第二安全区域和调整区域；5、每次工作时，第二步进电机带动第二滚轮的工作区域经过工作位，使第一物品与第二滚轮上的工作区域接触，此时第一物品和第二滚轮的线速度相同，对应的第二步进电机的运行速度为ppsin；6、一次工作后，通过控制第一步进电机匀速运动，控制第二步进电机变速运动，使第一物品经过设定的工作间距后第二步进电机带动第二滚轮的工作区域再次到达工作位，且此时第二步进电机的运行速度为ppsin；其中，控制第二步进电机变速运动，包括：7、s1、输入参数steps、t、microsteps和ppsaim；8、其中，steps为第二步进电机带动第二滚轮的调整区域经过工作位所运行的步数，t为第二步进电机带动第二滚轮的调整区域经过工作位所运行的目标时间周期，microsteps为第二步进电机第一阶段的微步步数，ppsaim为第二步进电机第一阶段的目标速度(单位：步/秒)；9、s2、基于t与t0的大小关系，确定控制第二步进电机变速运行方式：10、若t<t0，则第二步进电机第一阶段为加速运行过程，第二阶段为减速运行过程，加速运行过程与减速运行过程对称；11、若t>t0，则第二步进电机第一阶段为减速运行过程，第二阶段为加速运行过程，加速运行过程与减速运行过程对称；12、其中，t0为第二步进电机以速度ppsin匀速带动第二滚轮的调整区域经过工作位对应的时间周期；t0＝steps÷ppsin；13、上述步骤中，若设定的目标时间周期t大于t0，则说明第二步进电机运行的平均速度小于ppsin，所以需要先减速后加速，以实现最终速度为ppsin；14、反之，若设定的目标时间周期t小于t0，则说明第二步进电机运行的平均速度大于ppsin，所以需要先加速后减速，以实现最终速度为ppsin。15、s3、根据以下步骤确定第二步进电机第一阶段每一微步运行时间节点对应的速度表：16、s3.1、基于参数steps、t、ppsin和ppsaim，确定第二步进电机加减速曲线方程；17、s3.2、对第二步进电机加减速曲线方程求定积分，得到定积分函数integral，即时间距离函数t_s；18、s3.3、求取定积分函数integral的反函数arcinegral，即距离时间函数s_t；19、s3.4、由定积分函数integral，求得第一阶段运行的总距离；基于总距离，得到每个微步后的运行总距离表[distences]；20、s3.5、通过每个微步后的运行总距离表[distences]和距离时间函数s_t，求取微步运行时间节点表[timeslices]；21、s3.6、将微步运行时间节点表[timeslices]，带入第二步进电机加减速曲线方程求取第二步进电机第一阶段每一微步运行时间节点对应的速度表[sigmoidppslist]；22、s4、基于第二步进电机加速运行过程与减速运行过程对称的关系，由第二步进电机第一阶段每一微步运行时间节点对应的速度表[sigmoidppslist]得到第二步进电机第二阶段每一微步运行时间节点对应的速度表；23、s5、基于步骤s3和s4得到的速度表，控制第二步进电机变速运动。24、在一些可能的实现方式中，所述第二步进电机加减速曲线方程采用sigmoid曲线方程：25、26、其中，sigmoid(x)表示速度函数值(单位：步/秒)，x表示时间，nt表示为预设的时间单位，其中n是系数；δ为期望值和理论值的差值，用于补偿计算ppsin与sigmoid(0)的差值以及ppsaim与sigmoid(nt)的差值，δ取经验值。27、在一些可能的实现方式中，令nt＝1，所述第二步进电机加减速曲线方程采用经过补偿后的sigmoid曲线方程：28、29、在一些可能的实现方式中，所述方法还包括：30、设置允许的时间误差θ和第一阶段目标时间周期阈值tth；31、若第二步进电机第一阶段为加速运行过程，第二阶段为减速运行过程；32、在步骤s3.6之后，执行：33、s3.7、基于[sigmoidppslist]，计算每个微步对应的运行时间；将每个微步对应的运行时间求和，得到第二步进电机第一阶段实际时间tsum；计算第二步进电机第一阶段实际时间tsum与设定的第一阶段目标时间周期taim的差值δt＝tsum-taim；34、s3.8、判断是否满足δt<θ，若是，则保留[sigmoidppslist]；否则，转步骤s3.9；35、s3.9判断是否满足ppsaim<ppsmax，若是则通过模糊控制增大ppsaim，并转步骤s3.1；否则，转步骤s3.10；36、s3.10、判断是否满足taim≥tth；若是，则通过模糊控制减小taim和microsteps，并转步骤s3.7；否则，提示调整失败，退出。37、在一些可能的实现方式中，所述方法还包括：设置允许的时间误差θ和第一阶段目标时间周期阈值tth；38、若第二步进电机第一阶段为减速运行过程，第二阶段为加速运行过程；39、在步骤s3.6之后，执行：40、s3.11、基于[sigmoidppslist]，计算每个微步对应的运行时间；将每个微步对应的运行时间求和，得到第二步进电机第一阶段实际时间tsum；计算第二步进电机第一阶段实际时间tsum与设定的第一阶段目标时间周期taim的差值δt＝tsum-taim；41、s3.12、判断是否满足δt<θ，若是，则调整成功，保留每一微步运行时间节点对应的速度表[sigmoidppslist]；否则，转步骤s3.13；42、s3.13判断是否满足ppsaim>ppsmin，若是则通过模糊控制减小ppsaim，并转步骤s3.1；否则，转步骤s3.14；43、s3.14、判断是否满足taim≥tth；若是，则通过模糊控制减小taim和microsteps，并转步骤s3.11；否则，提示调整失败，退出。44、在一些可能的实现方式中，所述s5包括：45、基于步骤s3和s4得到的速度表，生成加减速表[speedstables]：46、47、其中，ffreq为控制器主频率，[sigmoidlist]为通过步骤s3和s4得到的速度表；48、将加减速表[speedstables]中的速度值填入控制器(单片机或其他控制器)的定时器自动重装载寄存器中，用于控制定时器的周期，从而按照该周期产生脉冲信号；步进电机驱动器根据脉冲信号驱动第二步进电机转动一个步距角。49、其中速度表包含一系列的速度值，可存储在计算机介质中(如单片机的flash)中。50、第二方面，本技术提供一种电子设备，包括：存储器和处理器；51、所述存储器，用于存储计算机程序；52、所述处理器，用于调用所述计算机程序，以执行如上所述的方法。53、第三方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序在电子设备上运行时，使得所述电子设备实现如上所述的方法。54、第四方面，本技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在电子设备上运行时，使得所述电子设备实现如上所述的方法。55、本技术上述第二到第五方面的具体实现方式可以参考上述第一方面的实现方式，在此不进行赘述。56、有益效果：57、本技术采用固定双电机中第一步进电机的速度，调整第二步进电机的速度的方式，具体而言是控制第二步进电机经过一个加速、一个减速(也可能包含均速和停止过程)过程的速度调整方法，使得第二步进电机能够按照预设的加减速模式在经过特定步数和特定时间后，平稳达到设定速度，实现双步进电机协同间距调整。58、在工作区域前后分别设置一定大小的安全区域，可以保证第二步进电机在对应工作区域时的速度恒定，不受电机加减速带来的影响。本技术通过对第二电机每一微步的细致控制，优化第二电机的运动轨迹，可以精确控制运动步数和位置，不仅能够精确控制加减速过程，还能确保整个过程中速度变化的平滑性，保证步进电机运行不失步，减少机械磨损和提高系统稳定性。当前第1页12当前第1页12