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 。根据生产实践经验，“丢步”和“过冲”是步进电机在运行中很常出现的两种严重影响步进电机***精度的“罪魁祸首”。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 。采用PID控制器具有结构简单、鲁棒性强、可靠性高等优点,但是它无法有效应对系统中的不确定信息。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 。

当前步进电机的运动特性已经被有效改善

步进电机在运行的时候必须要经过加速、匀速及减速这三个阶段，这是客观事实，也是无法彻底改变的事情，尤其是早期研发的电机，更是会在使用的时候明显体现出三个运行阶段。不过随着科技的进步及行业的发展，的那个IQ按此种电机的运行特性已经被有效改善，三个不同的运行阶段已经逐渐缩小变化。 在国内技工作者的共同努力下，通过对步进电机的速度控制技术进行大量的研究,建立除了多种加减速控制数学模型,以此为基础设计开发除了多种控制电路。步进电机加减速过程控制技术正因为步进电机的广泛应用,对步进电机的控制的研究也越来越多，在启动或加速时如果步进脉冲变化太快，转子由于惯性而跟随不上电信号的变化，产生堵转或失步在停止或减速时由于同样原因则可能产生超步。利用这些控制电路，能够有效改进步进电机的运行特性，在使得这种电机有更加广泛的应用范围的同时，也在电机的加减速方面做了有效的改善，使得现在的电机在运行的时候虽然依然分三个阶段，但是减速过程已经缩得很短，匀速过程则被有效延长。 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。

如何选择步进电机

如何选择步进电机，在选型过程中步过电机转速的选择对于电机的转速也要特别考虑。因为，电机的输出转矩，与转速成反比。就是说，步进电机在低速(每分钟几百转或更低转速，其输出转矩较大)，在高速旋转状态的转矩(1000转/分--9000转)就很小了。利用这些控制电路，能够有效改进步进电机的运行特性，在使得这种电机有更加广泛的应用范围的同时，也在电机的加减速方面做了有效的改善，使得现在的电机在运行的时候虽然依然分三个阶段，但是减速过程已经缩得很短，匀速过程则被有效延长。当然，有些工况环境需要高速电机，就要对步进电动机的线圈电阻、电感等指标进行衡量。如何选择步进电机，选择电感稍小一些的电机，作为高速电机，能够获得较大输出转矩。反之，要求低速大力矩的情况下，就要选择电感在十几或几十mH,电阻也要大一些为好。

步进电机

九十年代中期的到了较大的发展。主要应用在工业、航天、机器人、精密测量等领域,如跟踪用光电经纬仪、仪器、通讯和雷达等设备,细分驱动技术的广泛应用,使得电机的相数不受步距角的限制,为产品设计带来了方便。细分驱动技术是年代中期发展起来的一种可以显著改善步进电机综合使用性能的驱动技术。年美国学者、在美国增量运动控制系统及器件年会上提出步进电机步距角细分的控制方法。如今随着技术的进步和双极性步进电机诞生，传统步进电机低速振动噪声的问题得到了解决，而且双极性步进电机在运行和静止时都确保***的准确，运行性能也得到了极大的改善。在其后的二十多年里,步进电机细分驱动得到了很大的发展。逐步发展到上世纪九十年代完全成熟的。我国对细分驱动技术的研究,起步时间与国外相差无几。这些缺点严重限制了步进电机作为优良的开环控制组件的有效利用。细分驱动技术在一定程度上有效地克服了这些缺点。

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