步進(jìn)電機(jī)的控制算法研究及應(yīng)用開發(fā).pdf

1、隨著微電子技術(shù)和微控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，作為自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，步進(jìn)電機(jī)因其自身的旋轉(zhuǎn)速率、轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)與脈沖信號(hào)的頻率和個(gè)數(shù)之間有著非常嚴(yán)格的同步關(guān)系，一向在各領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用頗受歡迎。特別在當(dāng)前設(shè)備智能化、精細(xì)化潮流地推動(dòng)下，步進(jìn)電機(jī)在智能機(jī)器人、工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、半導(dǎo)體制造及醫(yī)療器械等等大量領(lǐng)域發(fā)揮著其不可或缺的作用。在這些應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)起著非常關(guān)鍵的作用，控制算法也成為了近些年來研究的熱點(diǎn)。因此，研究具有高

2、精度、低柔性沖擊的控制算法具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　在深入調(diào)研步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，查閱了大量的國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，本論文對(duì)步進(jìn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及控制理論進(jìn)行分析，并圍繞步進(jìn)電機(jī)控制算法開展了研究工作。主要完成的研究內(nèi)容如下：
　　（1）提出了一種改進(jìn)的步進(jìn)電機(jī)七段S型曲線控制算法。相比矩形曲線算法或指數(shù)型曲線算法，該算法能使步進(jìn)電機(jī)具有更加柔性的運(yùn)動(dòng)軌跡、更精準(zhǔn)的定位能力以及支持快速重復(fù)啟動(dòng)、快速反轉(zhuǎn)的功能。本文

3、還研究實(shí)現(xiàn)了一種國外新興的算法—SPTA算法。并針對(duì)這兩種算法進(jìn)行性能分析。
　?。?）設(shè)計(jì)了一個(gè)步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)包括了步進(jìn)電機(jī)失步測試模塊、步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間測試模塊、上位機(jī)，以及基于CAN總線的通信模式。該系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)測試步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，并通過測試步進(jìn)電機(jī)失步個(gè)數(shù)來完成控制算法精度的分析。實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括步進(jìn)電機(jī)失步模塊的軟件設(shè)計(jì)，S型算法和SPTA算法的軟件實(shí)現(xiàn)，啟動(dòng)時(shí)間測試模塊的軟件設(shè)計(jì)。