步進電機的精確控制方法研究.pdf

1、步進電機作為執(zhí)行機構(gòu)，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛地應(yīng)用在各種計算機控制的自動系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電機的需求和應(yīng)用量與日俱增。步進電機突出的優(yōu)點是它可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)，通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反轉(zhuǎn)控制等，并且由其組成的開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價，又非?？煽?，因此在眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。
　　 步進電機的驅(qū)動控制是近幾年來發(fā)展起來的一種新的驅(qū)動技術(shù)，在各種軍、民工業(yè)中得到了大量的應(yīng)用。

2、隨著要求縮短步進電機的響應(yīng)時間、提高運行速度等問題的提出，國內(nèi)外的研究人員針對速度控制，提出了建立在線性速度模型和指數(shù)速度模型等數(shù)學(xué)模型上的控制方式，但都存在一定的問題；當解決要求步進電機有更小的步距角，更高的分辨率，或者為減小步進電機本身所固有的低頻振動、噪聲等問題時，出現(xiàn)了步進電機細分驅(qū)動技術(shù)，目前較為常見的有斬波恒流驅(qū)動、脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動、電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)驅(qū)動等技術(shù)，這些驅(qū)動技術(shù)雖能滿足特定場合的技術(shù)要求，但缺乏一定的靈活性。

3、
　　 本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 對步進電機及其細分驅(qū)動系統(tǒng)進行了詳細闡述，研究了步進電機的工作原理、運行性能，分析了步進電機細分驅(qū)動系統(tǒng)的作用和適用性，并對國內(nèi)外步進電機細分驅(qū)動系統(tǒng)的研究作了簡要介紹。
　　 研究了步進電機在加減速控制過程中脈沖頻率曲線的設(shè)計和他們的優(yōu)缺點，并提出以步進電機控制系統(tǒng)模型和矩頻特性為依據(jù)，推導(dǎo)出其加減速控制過程中的線性加正弦函數(shù)，在不發(fā)生失步和過沖的前提下，能夠縮短步進電機

4、的加減速時間，提高運行速度，充分發(fā)揮步進電機的工作性能。
　　 為解決消除電機的低頻振蕩，提高電機的輸出轉(zhuǎn)矩、分辨率和步距的均勻度，解決步進電機高精度細分和平滑運行、動態(tài)適應(yīng)多級細分的技術(shù)難題，研究了步進電機的傳統(tǒng)控制方法和細分控制原理，在控制方法上，本文通過分析兩相混合式步進電機的運行原理，推導(dǎo)了其數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上提出了電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)與可變細分相結(jié)合的控制策略，提出了一種新的趨圓自適應(yīng)驅(qū)動模型，并給出了控制方法。通過