基于单片机的步进电机加减速的控制方法.pdf

内蒙古 与 科技 经济 !#$%%% ! 基于单片机的步进电机加减速的控制方法 李世忠，雷 秀 （内蒙古工业大学，内蒙古呼和浩特 !!!#$ ） 摘 要：根据步进电机驱动负载对加减速响应的高速要求，本文提出了一种基于单片机的步进电机 加减速离散控制方法，经实验验证该方法可以解决步进电机快速加减速控制中常见的失步、堵转、噪声 等问题。 关键词：单片机；步进电机；加减速控制；离散 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： — （ ） — — %$’( ) !!’ #*$ $!!+ !’ !$$ !$ 引言 步进电机具有快速启停能力强，精度高，转速容 易控制的特点，在工业过程控制及仪表等领域中越 来越得到广泛应用。但是在实际运行过程中，由于 启动和停止控制不当，步进电机会出现启动时抖动 和停止时过冲现象，影响了控制精度，尤其步进电机 图 步进电机加减速速度 工作在频繁启动和停止时，这种现象就更为明显。 因此步进电机的快速启动和停止控制仍是研究的课 $ 加减速过程的离散化处理 题之一，作者在完成“全闭式数控功率匹配液压节能 若单片机采用定时器中断方式来控制步进电机 技术”课题中，对步进电机的启动、停止控制进行研 的速度，则加减速控制实际上是靠不断改变定时器 究，提出了一种基于单片机控制的步进电机加减速 的装载值的大小来实现的。考虑到单片机资源（字 离散控制方法。经多次运行，达到预期目标。 长）和编程的方便，不一定每步都计算定时器重装 ［］ 加减速曲线 值，可以采用阶梯曲线来逼近加减速曲线$ ，如图$ 步进电机的运行一般要经过加速、匀速、减速三 所示，采用离散法将加减速曲线离散化，离散化以后 个阶段。步进电机加减速曲线如图 所示，在图中， 速度是分档上升的，而且每升一档都要在该档（台 纵坐标是频率 ，单位为脉冲 秒或步 秒，本质上是 阶）保持一段时间，保持这个速度稳定运行几个脉冲 , - - 速度，横坐标是时间，单位为秒。步进电机以 ,! 频 后才再升一级，这就克服了步进电机转子的转动惯 率启动后，以加速度 加速，至 时刻后达到最高运 量所引起的速度滞后，只有当实际运行速度达到了 . / 行频率, ，然后匀速运行，至 时刻以加速度 减 以后才能急速加速，实际上这也是局部速度误差的 0 /$ 1 . 速，在 时刻电机停转，总的步数为 ，在停留 秒 自动纠正。 / 3 / 2 4 后重复前面的过程。其中从静止加速到最高运行频 由式（）可知加速算法为