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浅谈步进电机升降速控制

信息来源:直线丝杆步进电机供应商科瑞通电子    添加时间:2018-01-31

在一些控制简单或要求低成本的运动控制系统中,经常用步进电机做执行元件。步进电机在这种应用场合下最大的优势是:可以开环方式控制而无需反馈就能对位置和速度进行控制。但也正是因为负载位置对控制电路没有反馈,步进电机就必须正确响应每次励磁变化。如果励磁频率选择不当,电机不能够移到新的位置,那么实际的负载位置相对控制器所期待的位置出现永久误差,即发生失步现象或过冲现象。因此步进电机开环控制系统中,如何防止失步和过冲是开环控制系统能否正常运行的关键。

 失步和过冲现象分别出现在步进电机启动和停止的时候。一般情况下,系统的极限启动频率比较低,而要求的运行速度往往比较高。如果系统以要求的运行速度直接启动,因为该速度已超过极限启动频率而不能正常启动,轻则可能发生丢步,重则根本不能启动,产生堵转。系统运行起来以后,如果达到终点时立即停止发送脉冲串,令其立即停止,则由于系统惯性作用,电机转子会转过平衡位置,如果负载的惯性很大,会使步进电机转子转到接近终点平衡位置的下一个平衡位置,并在该位置停下。

 以下按不同的控制单元,介绍几种常用的步进电机升降速控制方法。

 运动控制卡作上位控制单元——以MPC01系列运动卡为例

 MPC01系列运动控制卡可以作为PC机运动控制系统的核心控制单元。卡上的专用运动控制芯片可自动进行升降速计算。其运动控制函数库中也有专门进行梯形升降速运动参数设置的函数——set_profile(intch,doublels,doublehs,doubleaccel)。其参数定义如下:

 ch:设定的轴号。

 ls:设定低速(起始速度)的值。单位为pps(脉冲/秒)

 hs:设定高速(恒速段)的值。单位为pps(脉冲/秒)

 accel:设定加速度大小。单位为ppss(脉冲/秒/秒)

 用户在调用运动指令函数时,只需指定总的脉冲数,运动控制卡上的专用运动控制芯片便按照set_profile函数设置的运动参数自动进行升降速计算,而不会占用PC机的CPU资源。

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