技巧方法:如何控製步進電機升降速曲線?
發布時間:2014-11-03 責任編輯:sherryyu
【導讀】步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)開(kai)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong),如(ru)何(he)防(fang)止(zhi)失(shi)步(bu)和(he)過(guo)衝(chong)是(shi)開(kai)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)能(neng)否(fou)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)的(de)關(guan)鍵(jian)。所(suo)以(yi)能(neng)準(zhun)確(que)掌(zhang)握(wo)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)升(sheng)降(jiang)速(su)曲(qu)線(xian)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)也(ye)是(shi)不(bu)容(rong)小(xiao)覷(qu)的(de)。本(ben)文(wen)就(jiu)為(wei)大(da)家(jia)詳(xiang)解(jie)。
在一些控製簡單或要求低成本的運動控製係統中,經常用步進電機做執行元件。步進電機在這種應用場合下最大的優勢是:keyikaihuanfangshikongzhierwuxufankuijiunengduiweizhihesudujinxingkongzhi。danyezhengshiyinweifuzaiweizhiduikongzhidianlumeiyoufankui,bujindianjijiubixuzhengquexiangyingmeicilicibianhua。ruguolicipinlvxuanzebudang,dianjibunenggouyidaoxindeweizhi,nameshijidefuzaiweizhixiangduikongzhiqisuoqidaideweizhichuxianyongjiuwucha,jifashengshibuxianxianghuoguochongxianxiang。yincibujindianjikaihuankongzhixitongzhong,ruhefangzhishibuheguochongshikaihuankongzhixitongnengfouzhengchangyunxingdeguanjian。
失(shi)步(bu)和(he)過(guo)衝(chong)現(xian)象(xiang)分(fen)別(bie)出(chu)現(xian)在(zai)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)啟(qi)動(dong)和(he)停(ting)止(zhi)的(de)時(shi)候(hou)。一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia),係(xi)統(tong)的(de)極(ji)限(xian)啟(qi)動(dong)頻(pin)率(lv)比(bi)較(jiao)低(di),而(er)要(yao)求(qiu)的(de)運(yun)行(xing)速(su)度(du)往(wang)往(wang)比(bi)較(jiao)高(gao)。如(ru)果(guo)係(xi)統(tong)以(yi)要(yao)求(qiu)的(de)運(yun)行(xing)速(su)度(du)直(zhi)接(jie)啟(qi)動(dong),因(yin)為(wei)該(gai)速(su)度(du)已(yi)超(chao)過(guo)極(ji)限(xian)啟(qi)動(dong)頻(pin)率(lv)而(er)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)啟(qi)動(dong),輕(qing)則(ze)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)丟(diu)步(bu),重(zhong)則(ze)根(gen)本(ben)不(bu)能(neng)啟(qi)動(dong),產(chan)生(sheng)堵(du)轉(zhuan)。係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)起(qi)來(lai)以(yi)後(hou),如(ru)果(guo)達(da)到(dao)終(zhong)點(dian)時(shi)立(li)即(ji)停(ting)止(zhi)發(fa)送(song)脈(mai)衝(chong)串(chuan),令(ling)其(qi)立(li)即(ji)停(ting)止(zhi),則(ze)由(you)於(yu)係(xi)統(tong)慣(guan)性(xing)作(zuo)用(yong),電(dian)機(ji)轉(zhuan)子(zi)會(hui)轉(zhuan)過(guo)平(ping)衡(heng)位(wei)置(zhi),如(ru)果(guo)負(fu)載(zai)的(de)慣(guan)性(xing)很(hen)大(da),會(hui)使(shi)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)到(dao)接(jie)近(jin)終(zhong)點(dian)平(ping)衡(heng)位(wei)置(zhi)的(de)下(xia)一(yi)個(ge)平(ping)衡(heng)位(wei)置(zhi),並(bing)在(zai)該(gai)位(wei)置(zhi)停(ting)下(xia)。
為了克服失步和過衝現象,應在步進電機啟停時進行如圖1所示的升降速控製。
從圖1可以看出,L2段為恒速運行,L1段為升頻,L3段為降頻,按照“失步”的定義,如果在L1及L3段duan上shang升sheng及ji下xia降jiang的de控kong製zhi頻pin率lv變bian化hua大da於yu步bu進jin電dian機ji的de響xiang應ying頻pin率lv變bian化hua,步bu進jin電dian機ji就jiu會hui失shi步bu,失shi步bu會hui導dao致zhi步bu進jin電dian機ji停ting轉zhuan,經jing常chang會hui影ying響xiang係xi統tong的de正zheng常chang工gong作zuo,因yin此ci,在zai步bu進jin電dian機ji變bian速su運yun行xing中zhong,必bi須xu進jin行xing正zheng確que的de升sheng降jiang速su控kong製zhi。
以下按不同的控製單元,介紹幾種常用的步進電機升降速控製方法。
1、運動控製卡作上位控製單元——以MPC01係列運動卡為例
MPC01係列運動控製卡可以作為PCjiyundongkongzhixitongdehexinkongzhidanyuan。kashangdezhuanyongyundongkongzhixinpiankezidongjinxingshengjiangsujisuan。qiyundongkongzhihanshukuzhongyeyouzhuanmenjinxingtixingshengjiangsuyundongcanshushezhidehanshu——set_profile(intch,doublels,doublehs,doubleaccel)。其參數定義如下:
ch:設定的軸號。
ls:設定低速(起始速度)的值。單位為pps(脈衝/秒)
hs:設定高速(恒速段)的值。單位為pps(脈衝/秒)
accel:設定加速度大小。單位為ppss(脈衝/秒/秒)
用戶在調用運動指令函數時,隻需指定總的脈衝數,運動控製卡上的專用運動控製芯片便按照set_profile函數設置的運動參數自動進行升降速計算,而不會占用PC機的CPU資源。
2、用具有運動控製功能的PLC做上位控製單元——以鬆下FP0係列PLC為例。

鬆下FP0係列PLC具有專用的運動控製指令,其CPU單元可自動進行圖1所示的升降速計算。和MPC01係列運動控製卡相似,用戶隻需設置梯形速度的初速度ls、恒速hs、加速時間t和所需發的脈衝數P。運行此程序段,當PLC檢測到輸入端X2的一個上跳變時,便自動執行如圖1所示的升降速脈衝輸出功能。
3、用單片機做上位控製單元
caiyongweijiduibujindianjijinxingjiajiansukongzhi,shijishangjiushigaibianshuchumaichongdeshijianjiange,shengsushishimaichongchuanzhujianjiami,jiansushishimaichongchuanzhujianxishu。caiyongdingshiqizhongduanfangshikongzhidianjibiansushi,shijishangshibuduangaibiandingshiqizhuangzaizhidedaxiao。
danpianjizaikongzhidianjijiajiansudeguochengzhong,yibanyonglisanfangfabijinlixiangdeshengjiangsuquxian。jiajiansudexielvzaizhixianjiasuguochengzhong,sudubushilianxubianhua,ershianfendangjieduanbianhua,weiyuyaoqiudeshengsuxielvxiangbijin,bixuquedingmeigetaijieshangdeyunxingshijian,jiantu3。時間Δt越小,升速越快,反之越慢。Δt的大小可由理論或實驗確定,以升速最快而又不失步為原則。每個台階的運行步數為為Ns=fsΔt=sΔN,反映了每個速度台階運行步數與當前速度szhijiandeguanxi,chengxuzhixingguochengzhong,meicisudushengyidang,douyaojisuanzhegetaijieyingzoudebushu,ranhouyidijianfangshijianzha,dangjianzhilingshi,gaidangsuduyunxingwanbi,shengruyouyidangsudu。
dianjizaishengsuguochengzhong,duishengsuzongbushujinxingdijiancaozuo,dangjianzhilingshishengsuguochengjieshu,zhuanruyunsuyunzhuanguocheng。jiansuguochengdeguilvyushengsuguochengxiangtong,zhishianxiangfandeshunxujinxing。zaibujindianjideqitingguochengzhong,genjukongzhixitongdejutitedian,caiyongshangshusanzhongshengjiangsukongzhifangshizhiyi,doukeyibimiandianjishibuhuoguochong,dadaobijiaojingquedekongzhi。

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