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2013年步进电机升降速曲线控制方法简析
发布者:壹唯传动 发布时间:2013/3/4 16:24:48 阅读:3831

   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。

  为了克服失步和过冲现象,应在步进电机启停时进行如图1所示的升降速控制。


  从图1可以看出,L2段为恒速运行,L1段为升频,L3段为降频,按照“失步”的定义,如果在L1及L3段上升及下降的控制频率变化大于步进电机的响应频率变化,步进电机就会失步,失步会导致步进电机停转,经常会影响系统的正常工作,因此,在步进电机变速运行中,必须进行正确的升降速控制。

  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。

  1、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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