解步进低速电机的工作原理

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    现代运动控制中,随着矢量变换算法的出现和大规模集成数字电路的不断成熟,交流伺服低速电机日益得到广泛应用。交流伺服低速电机虽然具有功率高、体积小、免维护和应用于特殊场合等优点,但是因其惯性较大,在快速的加减速过程中容易出现抖动现象,其稳定性、快速性等动态性能会有所下降。然而高性能的交流伺服系统要求转速在稳态时无静差,在动态过程中要有良好的鲁棒性,所以一些先进的数字控制系统采用S曲线加减速,通过对启动阶段的加速度衰减来保证低速电机性介绍应用于交流伺服低速电机的S曲线加减速速度控制方法,并着重探究PMAC控制器内部S曲线加减速功能的算法。利用永磁交流伺服低速电机执行PMwww.sdncwl.netAC的S曲线加减速运动程序,其速度曲线表明,基于S曲线的交流伺服低速电机加速度和速度控制方法能使系统拥有良好的稳定性、快速性等动态性能。由于步进低速电机具有无需反馈就能对位置和速度进行精确控制的优点,在工业自动化设备中被广泛第应用极为广泛。步进低速电机将电脉冲信号转换成角位移,然后驱动执行机构,使其按照一定的规律运动,步进低速电机的转速和角位移分别由电脉冲的频率和脉冲数决定。为了实现对位置的精确控制,要求步进低速电机在运行中必须不丢步和过冲。为了防止丢步和过冲,在启动时必须采用加速过程,在停止时则必须采用减速过程,步进低速电机的运行过程一般如图1所示。图步进低速电机运动曲线图1中,横坐标表示时间,纵坐标表示驱动脉冲的频率。从图可以看出,一般来说,步进低速电机的运动曲线一般分为三段:T1段为加速阶段,T2段为恒速阶段,T3段为减速阶段。如果在T1及T3阶段,驱动脉冲的频率变化率大于步进低速电机的响应频率变化率,步进低速电机就会失步。总之,驱动脉冲的频率变化率过高,会使系统无法精确定位,严重时甚至产生堵转。一般来说,加减速曲线最好选择S形。介绍步进低速电机的数学模型和速度控制的文献已经很多,有些文献也介绍了如何在微处理器实现步进低速电机的S形加减速曲线,这对理解步进低速电机的工作原理和控制方法是很有帮助的,但都不能够让读者读完以后立即就。由于步进低速电机具有无需反馈就能对位置和速度进行精确控制的优点,在工业自动化设备中被广泛第应用极为广泛。步进低速电机将电脉冲信号转换成角位移,然后驱动执行机构,使其按照一定的规律运动,步进低速电机的转速和角位移分别由电脉冲的频率和脉冲数决定。为了实现对位置的精确控制,要求步进低速电机在运行中必须不丢步和过冲。为了防止丢步和过冲,在启动时必须采用加速过程,在停止时则必须采用减速过程,步进低速电机的运行过程一般如图1所示。图1步进低速电机运动曲线图中,横坐标表示时间,纵坐标表示驱动脉冲的频率。从图1可以看出,一般来说,步进低速电机的运动曲线一般分为三段:T1段为加速阶段,T2段为恒速阶段,T3段为减速阶段。如果在Twww.sdncwl.net1及T3阶段,驱动脉冲的频率变化率大于步进低速电机的响应频率变化率,步进低速电机就会失步。总之,驱动脉冲的频率变化率过高,会使系统无法精确定位,严重时甚至产生堵转。一般来说,加减速曲线最好选择S形。介绍步进低速电机的数学模型和速度控制的文献已经很多,有些文献也介绍了如何在微处理器实现步进低速电机的S形加减速曲线,这对理解步进低速电机的工作原理和控制方法是很有帮助的,但都不能够让读者读完以后立即就本文介绍了一种步进低速电机S形加减速控制曲线的快速实现方法,该方法非常适合在微处理器系统中实现。为了验证该方法的有效性,构建了一个以32位微处理器STwww.sdncwl.netM32为控制器的实验装置,实验结果表明利用该方法建立的加减速曲线适合对不同负载、不同速度的加减速控制。利用该方法,可以不用了解步进低速电机的工作原理。