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1、《电气自动化~2012年第34卷第5期变流技术ConverterTechniques一种步进电机最佳升降速的控制方法李汉(广州航海高等专科学校,广东广州510725)摘要:针对步进电机按特定的升降速曲线进行控制无法充分发挥步进电机最大的驱动能力的情况,提出一种步进电机最佳升降速的控制方法,并给出计算步进电机的最佳升降速率曲线的算法和步骤。为了验证控制方法的有效性,构建一个以32位微处理器ARM7(LPC2114)为控制器的实验装置,实验结果表明控制方法能够充分利用步进电机的驱动能力,减少步进电机到达稳定转速的时间,提高驱动系统的快速性。关键词:步进电机
2、;升降速控制;ARM7;驱动能力;稳定转速[中图分类号]TM301.2[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)05—0032—03AMethodoftheOptimumSpeedup&SpeeddownControloftheStepperMotorLIHan(GuangZhouMaritimeCollege,GuangZhouGuangDong510725,China)Abstract:Themethodofusingtheparticularspeedup&8peeddowncurvetocontrolthesteppermoto
3、rcannotmakethebestHSCofitsdrivingpower.Thispaperintroducesanothermethodtoreachtheoptimumspeedup&speeddownofthesteppermotorandprovidesthewayandthesteptocalculatetheoptimumrateofspeedup&speeddowncurve.Totestifythevalidityofthismethod,aexperimentaldevicebyusingofa32一bitmicroprocess
4、orARM7(LPC2114)isbuilded.Theexperimentalresultsshowsthatthismethodcanmakegooduseofthedrivingpowerofthesteppermotorandreducethetimeforthesteppermotortoreachthestablespeed,thusimprovingtherapidityofthedrivingsystem.Keywords:StepperMotor;Speedup&SpeeddownControl;ARM7;Drivingsystem;
5、Stablespeed0引言高转速,并限制升降速的速率。步进电机的升降速率较高有利于提高系统的动态响应速度,但是容易造成电机失步,而较低的升在经济型数控机床中,普遍采用步进电机作为伺服驱动部降速率能够满足不失步的要求,但会降低系统的响应速度。如何件。步进电机将电脉冲信号转换成角位移,驱动执行机构按一定选择适当的升降速率才能充分发挥步进电机应有的性能,这是步的规律运动。对步进电机的升降速进行有效的控制,使运动机构进电机最佳控制必须考虑的问题。以最快的速度移动到位是步进电机控制的基本要求,因此诸多研(2)步进电机矩频特性究--针对步进电机的升降速采取各种方
6、法,企图达到这个目如果步进电机能够采用较高的升降速率,则少进电机的过渡的。目前步进电机升降速曲线多采用4种,分别是阶梯加减速时间较小,对提高步进驱动系统的快速性具有十分积极的:甑义。曲线,直线加减速曲线,指数加减速曲线和s形加减速曲线。这但是过高的升降速率容易使步进电机失步,解决这个问题的关键些加减速曲线各有优缺点,应用场合也不尽相同。这些研究对步是步进电机的矩频特性和负载特性。图1所示为本文所用步进进电机的应用都起到积极的意义,但是由于它们使用特定的曲电机的矩频特性和负载特性曲线图。根据系统的运动方程线,因此无法达到充分利用步进电机驱动能力的要求。随
7、着32位单片机的出现,其片内资源十分丰富,为步进电机新型的应用375dt=‘—=‘d(、1)提供的条件,本文提出一种采用32位单片机为控制器的步进电其中/7,为步进电机转速、为驱动转矩、为负载转矩、为加速机最佳升降速的控制方法。转矩。1最佳步进电机升降速的控制1.1步进电机最佳升降速控制的条件(1)不失步的要求在步进电机运转期问不失步,这是步进电机升降速控制最基本的要求。造成步进电机失步的原因较多,主要有步进电机升降速率过大造成转子的转速跟不上驱动磁场的转速,步进电机产生进电机升降速实施最佳控制。。。‘⋯“’共振也会造成电机失步J。为了防止步进电机失步
8、,在步进电机(3)运动系统的要求图1矩频特性和负载特性曲线控制采取的措施主要是限制步进电机的启
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