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步进电动机控制电路分析(步进电机运动控制系统

来源:www.xrdq.ne   时间:2023-01-03 17:14   点击:98  编辑:admin   手机版

1. 步进电机运动控制系统设计

1、步进电机动作的话要靠驱动器来驱动的,步进电机也叫脉冲电机,给一个脉冲转一个角度。

12V的话要控制要先买个开关电源,把220V变成12V接到驱动器,再用驱动器控制电机,还要

一个外部给脉冲的控制器(单片机或者PLC)给驱动器脉冲信号。

2、根据控制信号运动,一个脉冲信号走一步,步进角则根据固有参数计算,比如以5相步进电

机为例,采用基本步进角即无细分,则每给一个脉冲信号,步进电机运转0.72°,500脉冲一

圈。所以当脉冲的频率越高时,步进电机的运转速度越快,依次计算即可。

步进电机驱动器概述:

1、可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲

频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速和定位的目的。

2、是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步

进电机按设定的方向转动一个固定的角度,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

步进电机驱动器基本原理:

1、采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机

步进转动。四相步进电机按照通电顺序的不同,分为单四拍、双四拍、八拍三种方式。

2、单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与

双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。

2. 步进电机运动控制系统设计论文开题报告

我做过的都是小东西,分享一下直流电机的经验。

直流有刷电机控制起来相比步进电机更复杂,这也是有刷电机有更好的伺服控制器的原因。

有刷电机的控制应该是由电流->扭力->加速度->速度->位置。

通常的伺服控制里面有电流环、速度环和位置环三环控制系统。位置环主要是规划速度曲线,速度环和电流环进行pid控制。

举个我实际遇到过的例子,控制一个机构旋转,到达限位后断电,通过直流电机完成。可以看做直流电机的位置控制。

使用开环控制,既不加反馈,开始还好,但是时间长了轴承里的滚珠出现了问题,电压3.41v转不动,3.42v会使得转动力量过大,当到达规定限位后和其他机构发生碰撞反弹。

所以你问提高多少倍,我认为有没有反馈是对与错的问题,不是好与坏的问题。

当然,开环控制可以少很多传感器,少处理很多信号,少写很多代码。但是反馈控制是保证稳定的前提。一定要回答你的问题的话,我以为:无穷大。----------------------------------------但是看你提到视觉伺服,我所知道的一些应用,比如串联机械臂即使每一个关节都做了反馈,末端也可能不准,这时就可以用视觉伺服一类的东西反馈末端信息。

这种情况下,我认为(只是个人观点,要想知道具体数据请参考'IEEE最新的论文)应该有两个数量级以上的提高。

都答俩答案了 ^_^

3. 步进电机转动控制设计

步进电动机是脉冲电动机,它将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动。

每输入一个脉冲,输出轴转动一步。因此,输出的角位移正比于输入脉冲的个数,转速正比于输入脉冲的频率,转向取决于各相绕组通电的顺序(相序)

4. 步进电机运动控制系统设计规范

步进电机的控制信号无非就是PUL脉冲信号和DIR方向信号再加上一个+5V的公共端

5. 步进电机运动控制系统设计图

1.设置步进驱动器的细分数,通常细分数越高,控制分辨率越高。但细分数太高则影响到最大进给速度。一般来说,对于模具机用户可考虑脉冲当量为0.001mm/P(此时最大进给速度为9600mm/min)或者0.0005mm/P(此时最大进给速度为4800mm/min);对于精度要求不高的用户,脉冲当量可设置的大一些,如0.002mm/P(此时最大进给速度为19200mm/min)或0.005mm/P(此时最大进给速度为48000mm/min)。对于两相步进电机,脉冲当量计算方法如下:脉冲当量=丝杠螺距÷细分数÷200。

2.起跳速度:该参数对应步进电机的起跳频率。所谓起跳频率是步进电机不经过加速,能够直接启动工作的最高频率。合理地选取该参数能够提高加工效率,并且能避开步进电机运动特性不好的低速段;但是如果该参数选取大了,就会造成闷车,所以一定要留有余量。在电机的出厂参数中,一般包含起跳频率参数。但是在机床装配好后,该值可能发生变化,一般要下降,特别是在做带负载运动时。所以,该设定参数最好是在参考电机出厂参数后,再实际测量决定。

3.单轴加速度:用以描述单个进给轴的加减速能力,单位是毫米/秒平方。这个指标由机床的物理特性决定,如运动部分的质量、进给电机的扭矩、阻力、切削负载等。这个值越大,在运动过程中花在加减速过程中的时间越小,效率越高。通常,对于步进电机,该值在100 ~ 500之间,对于伺服电机系统,可以设置在400 ~ 1200之间。在设置过程中,开始设置小一点,运行一段时间,重复做各种典型运动,注意观察,如果没有异常情况,然后逐步增加。如果发现异常情况,则降低该值,并留50%~100%的保险余量。

4.弯道加速度:用以描述多个进给轴联动时的加减速能力,单位是毫米/秒平方。它决定了机床在做圆弧运动时的最高速度。这个值越大,机床在做圆弧运动时的最大允许速度越大。通常,对于步进电机系统组成的机床,该值在400~1000之间,对于伺服电机系统,可以设置在1000 ~ 5000之间。如果是重型机床,该值要小一些。在设置过程中,开始设置小一点,运行一段时间,重复做各种典型联动运动,注意观察,如果没有异常情况,然后逐步增加。如果发现异常情况,则降低该值,并留50%~100%的保险余量。

通常考虑到步进电机的驱动能力、机械装配的摩擦、机械部件的承受能力,可以在厂商参数中修改

6. 步进电机控制程序设计

1.如何控制步进电机——一般使用配套的步进驱动器。直接接收PLC发送过来的脉冲信号。

2.PLC选择:松下FPX或者FP0R系列可以支持4路脉冲输出。

3.根据实际应用需要编程

7. 步进电机控制电路设计

  步进电机转角等于脉冲数除细设置数(专用驱器)再乘步距角;而电位器是模拟信号,电位器作为输入信号,单片机作为控制中心输出信号去控制步进电机的转角。  步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。  步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。  虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

8. 步进电机的控制系统设计

雷赛步进细分设置合理方法如下,细分是通过驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的,与电机无关,如果是 10 细分,则发一个脉冲电机走 0.18°,即 2000 个脉冲走一圈 360°,电机的精度能否达到或接近 0.18°,还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大;细分数越大精度越难控制。以次类推。三相步进电机的基本步距角是 1.2°,即一个脉冲走 1.2°,如果没有细分,则是 300 个脉冲走一圈 360°,如果是 10 细分,则发一个脉冲,电机走 0.12° ,即 3000 个脉冲走一圈 360° , 以次类推。

9. 步进电机运动控制系统设计方案

用51单片机控制2相四线步进电机工作。

有4个按键,

k1快慢速转动速度切换;

k2正反转切换,

k3转动、停止。

快转按一下k3以每分钟转60圈左右的速度连续转动,

慢转按一下k3动一步、按下不松开步进电机一步一步连续转动松开即停,

每个功能都有红绿指示灯指示。

k4,干什么呢?

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