步进電(diàn)机的控制原理(lǐ)

文(wén)章出处:汉德保(HDB MOTOR)電(diàn)机 人气:4662发表时间:2020-11-13
步进電(diàn)机是一种机電(diàn)- -體(tǐ)化产 品,步进電(diàn)机本體(tǐ)与其驱动控制器构成一- 个不可(kě)分(fēn)割的有(yǒu)机整體(tǐ),步进電(diàn)机的运行性能(néng)很(hěn)大程度上取决于所使用(yòng)的驱动控制器的类型和参数。
由于步进電(diàn)机能(néng)直接接收数字量信号,所以被广泛应用(yòng)于数字控制系统中。步进電(diàn)机简单的控制電(diàn)路可(kě)以通过各种逻辑電(diàn)路来实现,如由门電(diàn)路和触发器等组成脉冲分(fēn)配器,这种控制方法采用(yòng)硬件的方式。而且-一旦确定,很(hěn)难改变控制方案。要改变系统的控制功能(néng)一般都要重新(xīn)设计硬件電(diàn)路,灵活性较差。以微型计算机為(wèi)核心的计算机控制系统為(wèi)步进電(diàn)机的控制开辟了新(xīn)的途径,利用(yòng)计算机的软件或软、硬件相结合的方法,大大增强了系统的功能(néng),同时也提高了系统的灵活性和可(kě)靠性。
步进電(diàn)机的控制原理(lǐ)
以步进電(diàn)机作為(wèi)执行元件的数字控制系统,有(yǒu)开环和闭环两种形式。

步进電(diàn)机系统的主要特点是能(néng)实现精确位移、精确定位,且无积累误差。这是因為(wèi)步送電(diàn)机的运动受输人脉冲控制,其位移量是断续的,总的位移量严格等于输人的指令脉冲数马其平均转速严格正比于输人指令脉冲的频率;若能(néng)准确控制输人指令脉冲的数量或频率,能(néng)够完成精确的位置或速度控制,不需系统的反馈,形成开环控制系统。
步进電(diàn)机的开环控制系统,由控制器(包括变频信号源)、脉冲分(fēn)配器(环形分(fēn)配器驱动電(diàn)路(功率放大器)及步进電(diàn)机等部分(fēn)组成。
脉冲发生器产生频率从几赫兹到几十千赫兹连续变化的脉冲信号,脉冲分(fēn)配器根据指把脉冲按一定的逻辑关系加到各相绕组的功率放大器上,使步进電(diàn)机按一定的方式运行,实现正、反转控制和定位。由于脉冲分(fēn)配器输出的電(diàn)流只有(yǒu)几毫安,所以必须进行功率放大,由功率放大器来驱动步进電(diàn)机。
开环控制系统的精度,主要取决于步距角的精度和负载状况。由于开环控制系统不需要反馈元件,结构比较简单、工作可(kě)靠、成本低,因而在数字控制系统中得到广泛的应用(yòng)。(2)闭环控制系统
在开环控制系统中,電(diàn)机响应控制指令后的实际运行情况,控制系统是无法预测和监视的。在某些运行速度范围宽、负载大小(xiǎo)变化频繁的场合,步进電(diàn)机很(hěn)容易失步,使整个系统趋于失控。另外,对于高精度的控制系统,采用(yòng)开环控制往往满足不了精度的要求。因此,必须在控制回路中增加反馈环节,构成闭环控制系统。与开环系统相比多(duō)了一个由位置传感器组成的反馈环节。将位置传感器测出的负载实际位置与位置指令值相比较,用(yòng)比较误差信号进行控制,不仅可(kě)防止失步,还能(néng)够消除位置误差,提高系统的精度。
闭环控制系统的精度与步进電(diàn)机有(yǒu)关,但主要是取决于位置传感器的精度。在数字位置随动系统中,為(wèi)了提高系统的工作速度和稳定性,还有(yǒu)速度反馈内环。
理(lǐ)论上说,闭环控制比开环控制可(kě)靠,但是,步进電(diàn)机的闭环控制系统价格较高,还容易引起持续的机械振荡。如果要获得优良的动态性能(néng),可(kě)以选用(yòng)其他(tā)直流或交流伺服系统。图1-37所示為(wèi)步进電(diàn)机微机控制系统。在基于微型计算机的步进電(diàn)机驱动控制系统中,脉冲发生和脉冲分(fēn)配功能(néng)可(kě)由微型计算机配合相应的软件来实现,電(diàn)机的转向、转速也都通过微型计算机控制。采用(yòng)计算机控制不仅可(kě)以用(yòng)很(hěn)低的成本实现复杂的控制过程,而且计算机控制系统具有(yǒu)很(hěn)高的灵活性,便于控制功能(néng)的升级和扩充。

此文(wén)关键词:

同类文(wén)章排行

最新(xīn)资讯文(wén)章