步进电机的自适应控制

自适应控制是在 20 世纪 50 年***展起来的自动控制领域的一个分支 。它是随着控制对象的复杂化 ,当动态特性不可知或发生不可预测的变化时 ，为得到高的性能的控制器而产生的 。其主要优点是容易实现和自适应速度快 ,能有效地克服电机模型参数的缓慢变化所引起的影响 ,是输出信号跟踪参考信号 。嘉扬电机工程师认为步进电机驱动器的电压和电流可以通过以下两种方案来选择配用。文献研究者根据步进电机的线性或近似线性模型推导出了全局稳定的自适应控制算法 , 这些控制算法都严重依赖于电机模型参数 。文献将闭环反馈控制与自适应控制结合来检测转子的位置和速度 , 通过反馈和自适应处理 ,按照优化的升降运行曲线 , 自动地发出驱动的脉冲串 ，提高了电机的拖动力矩特性 ，同时使电机获得更准确的位置控制和较高较平稳的转速 。 

目前 ，很多学者将自适应控制与其他控制方法相结合 ，以解决单纯自适应控制的不足。文献设计的鲁棒自适应低速伺服控制器 ，确保了转动脉矩的很大化补偿及伺服系统低速高精度的跟踪控制性能 。正是因为当前步进电机的运动特性已经有上述这样的有效改善，所以其以应用范围才越来越广泛，应用表现也越来越好。文献实现的自适应模糊 PID 控制器可以根据输入误差和误差变化率的变化 ，通过模糊推理在线调整 PID参数 ，实现对步进电机的自适应控制 ,，从而有效地提高系统的响应时间 、计算精度和抗干扰性 。

步进电机为何一定要搭配驱动器呢？       

步进电机驱动器是驱动步进电机运行的功率放大器，它能接收控制器(PLC/单片机等)发送来的控制信号并控制步进电机转过相应的角度/步数。         

步进电机很常见的控制信号是脉冲信号，步进驱动器接收到一个有效脉冲就控制步进电机运行一步。具有细分功能的步进驱动器可以改变步进电机的固有步距角，达到更大的控制精度、降低振动及提高输出转矩;除了脉冲信号，具有总线通信功能的步进驱动器还能接收总线信号控制步进电机进行相应的动作。      步进电机驱动器可分为两部分一部分是环形分配器，另一部分是功率放大器。      环形分配器：要是接收3种信号分别为：脉冲信号，方向信号，脱机信号。2、控制信号线接牢靠，工业现场尽量要考虑屏蔽问题(如采用双绞线)，电机和驱动器以及编码器的接线图要了然于胸。然后再对脉冲信号进行分配，去控制功率放大器相应的晶体管导通，然后使步进电机的线圈得电。从这里我们可以看出，步进电机要运转那么必须要输入脉冲，如果没有脉冲，步进电机是不动的，所以我们需要一个驱动器来给步进电机的各项绕组依次通电。      方向信号：要控制AB通电的相序，A-B顺时针，B-A逆时针;      脱机信号：步进电机停止时，AB线圈有一相得电，得电的功能使转子锁住，使转子不能动，需要收去拨动转子的时候，需要给脱机信号，使AB相绕组完全断电，转子处于自由转动状态。

步进电机

步进电机由于受到自身制造工艺的限制，如步距角的大小由转子齿数和运行拍数决定，但转子齿数和运行拍数是有限的，因此步进电机的步距角一般较大并且是固定的,步进的分辨率低、缺乏灵活性、在低频运行时振动，噪音比其他微电机都高,使物理装置容易疲劳或损坏。怎样解决步进电机振动和噪声大的缺点步进电机在低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点，一般可采用以下方案来降低：A。这些缺点使步进电机只能应用在一些要求较低的场合，对要求较高的场合，只能采取闭环控制，增加了系统的复杂性，

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如果是另外一项绕 组的电流发生了变向，则电机将顺着与前者相反的方向旋转一步（1.8度）。当通过线圈绕组的电流按顺序依次变向励磁时，则电 机会顺着既定的方向实现连续旋转步进，运行精度非常高。对于 1.8度两相步进电机旋转一周需200步。文献设计的鲁棒自适应低速伺服控制器，确保了转动脉矩的很大化补偿及伺服系统低速高精度的跟踪控制性能。两相步进电机有两种绕组形式：双极性和单极性。双极性电机每相上只有一个绕组线圈，电机连续旋转时电流要在 同一个线圈内依次变向励磁，驱动电路设计上需要八个电子开关进 行顺序切换。