国内外的科技工作者对步进电机的速度控制技术进行了大量的研究,建立了多种加减速控制数学模型,如指数模型、线性模型等,并在此基础上设计开发了多种控制电路,改善了步进电机的运动特性,推广了步进电机的应用范围指数加减速考虑了步进电机固有的矩频特性,既能保证步进电机在运动中不失步,又充分发挥了电机的固有特性,缩短了升降速时间,但因电机负载的变化,很难实现而线性加减速仅考虑电机在负载能力范围的角速度与脉冲成正比这一关系,不因电源电压、负载环境的波动而变化的特性,这种升速方法的加速度是恒定的,其缺点是未充分考虑步进电机输出力矩随速度变化的特性,步进电机在高速时会发生失步。θ=360度/(转子齿数*运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。主要特性1、步进电机必须加驱动才可以运转,驱动信号必须为脉冲信号,步进电机(图9)没有脉冲的时候,步进电机静止,如果加入适当的脉冲信号,就会以一定的角度(称为步角)转动。一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好,静力矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来(几何尺寸)。转动的速度和脉冲的频率成正比。2、三相步进电机的步进角度为7.5度,一圈360度,需要48个脉冲完成。3、步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。4、改变脉冲的顺序,可以方便的改变转动的方向。因此,打印机、绘图仪、机器人等设备都以步进电机为动力核心。优
点和特点
步进电机相对普通电机来说,他可以实现开环控制,即通过驱动器信号输入端输入的脉冲数量和频率实现步进电机的角度和速度控制,无需反馈信号。[2]目前,PID控制更多的是与其他控制策略相结合,形成带有智能的新型复合控制。但是步进电机不适合使用在长时间同方向运转的情况,容易烧坏产品,即使用时通常都是短距离频繁动作较佳。
相对伺服电机来说,伺服电机内部通过安装旋转编码器实现了反馈控制,伺服电机可以达到的转矩要高于步进电机,但是价格相对也高,所以在转矩能满足的情况下,推荐用步进电机。
步进电机配合驱动器使用,很多驱动器都支持细分功能,即实现很小的步进角,控制更精1确。