步进电机易于控制,快速且响应迅速,并且可以在广泛的范围内进行平滑调节,并且广泛用于CNC机床,打印机,绘图仪,机器人控制等自动控制系统。进电动机的启动频率特性会阻止步进电动机在启动时直接达到工作频率,但是必须要有一个启动过程,即逐渐提高速度d运转速度慢停止时,工作频率不能立即降低到零,但是必须有一个高速过程,逐渐降低到零。十年来,数字技术,计算机技术和永磁材料的飞速发展为步进电机的应用开辟了广阔的前景。步进电机和驱动电路组成的开环数字控制系统非常简单,廉价且非常可靠。外,步进电机还广泛用于打印机,雕刻机,绘图仪,刺绣机和自动化仪器中。于步进电动机的广泛应用,对步进电动机的控制进行了越来越多的研究。果在启动或加速过程中步进脉冲变化太快,则转子会由于惯性而无法跟随上电信号的变化,从而导致阻塞。

转或偏移;出于相同原因,在停止或减速时可能会发生超调。了避免失速,变速和超车并增加工作频率,必须控制步进电动机以增加或减小其速度。文介绍了一种用于自动磨边机的步进电机速度控制器。于它的通用性,它可以在其他场合使用。步进电机的转矩频率特性来看,步进电机的输出转矩随着脉冲频率的增加而减小,起动频率越高,起动转矩越低驱动负载的能力越差。止时会发生步进和超车。了使步进电机能够快速达到所需速度而不会损失步数或不超过,关键是确保加速过程中加速所需的扭矩充分利用步进电机提供的扭矩。
每个工作频率上逐步进行。对夫妇不能超过。此,步进电动机的运行通常经历加速,匀速和减速三个阶段,这要求加速和减速的过程时间尽可能短,并且加速时间要短一些。速越长越好。其是在需要快速响应的工作中,从开始到结束的操作时间最短,这需要最短的加速和减速过程以及最高的速度不变。去,大多数加减速是根据直线规则选择的。用此方法时,其脉冲频率具有恒定的加速度。步进电动机不失步的情况下,驱动脉冲频率的变化的加速度与步进电动机的转子的角加速度成比例。

步进电机转矩随脉冲频率增加而保持恒定时,直线上的规则加减速速度是理想的加减速曲线,而步进电动机转矩步进随着脉冲频率的增加而减小,因此直线不是理想的速度曲线。此,虽然线性速度的增加和减少的方法很简单,但是不能保证步进电动机转子的角加速度将适应增加过程中其输出转矩的变化。且降低速度,并且不能最大化发动机的加速性能。系统搜索基于FPGA控制的离散控制算法,该算法根据指数定律呈指数增加和减少,并且在执行几次之后,就达到了预期的目的。设计源自于上升和下降速度的脉冲序列的分布规律,该规律根据步进电动机的动态方程和转矩频率的特性曲线呈指数变化,恒温阀芯因为特性转矩频率描述了每个频率下的最大输出转矩,即在该频率下用作负载施加到步进电机的最大转矩。此,使用转矩频率特性作为在加速范围内可以达到(但不超过)的最大输出转矩,以制定加减速脉冲序列的分布规律。近最大转矩控制的最佳加速和减速定律。样,当频率增加时,保证了最大转矩,也就是说可以遵循最大转矩,可以充分发挥步进电动机的操作性能,并且系统具有良好的特性。
态。公式中,,是转子的惯性,K是假设输出转矩沿直线变化时的斜率,并且是确定爬升速度的时间常数,其由经验确定。
实的工作。fm是步进电机在负载转矩下的最大连续运行频率。进电机必须在该频率以下运行,以确保其不会失步。(1)该公式是步进电机的加速度特性,从中可以得出电机的加速度曲线。式(1)表明,驱动脉冲的频率f应该随着时间t呈指数增加,这样步进电机的速度可以在一次时间内增加到所需的运行速度较短。于大多数步进电机的转矩频率特性大致呈线性下降,因此上述控制律是最佳的。该系统中,FPGA使用分频器来控制步进电机的速度。际上,加减速控制实际上改变了分频器的初始负载值。于无法通过编程来执行指数曲线,因此可以使用阶跃曲线来近似加速曲线,并且无需在每个阶跃上计算载荷值。图1所示,纵坐标是频率,单位是步/秒,实际上反映了速度水平。坐标是时间。个时间段内采取的步骤数标记为N。骤数实际上反映了旅程。
中显示了理想加速度曲线和实际加速度曲线。进电机加速过程可以按以下方式进行管理。程序执行期间,必须针对每种速度计算要以该速度执行的步数,然后以递减的方式进行检查,即在执行每个步时,相对步数为减少1。减少为零时,表示速度必须完成的步数已经完成,并且必须输入下一个速度。环直至给定速度大于或等于给定速度。
速过程与加速过程相反。率脉冲模块的核心是可控分频器。准频率由外部晶体振荡器产生。要在分频器的输入端输入相应的分频系数,就可以获得所需的频率。模块通过QuartusII开发平台,使用Altera的FPGA,使用VHDL硬件描述语言,设计了一种更通用的可控分频器,可以满足上述要求。2是分频器的框图,图3是分频器的仿真波形图。于VHDL硬件描述语言的控制器具有开发和设计周期短,风险低,系统集成度高以及功耗低的优点。
将是芯片设计的主要重点。开放的CNC系统中,找到并实现加速和减速模块以及相关的功能模块,这些模块可以被硬件重用。

文设计了自动磨边机中的指数加减速控制器。此基础上,加宽相应数量的加速和减速模块以获得多轴链接的加速和减速控制就足够了。
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