在一些控制簡單或要求低成本的運動控制系統(tǒng)中,經(jīng)常用步進電機做執(zhí)行元件。步進電機在這種應(yīng)用場合下最大的優(yōu)勢是:可以開環(huán)方式控制而無需反饋就能對位置和速度進行控制。但也正是因為負載位置對控制電路沒有反饋,步進電機就必須正確響應(yīng)每次勵磁變化。如果勵磁頻率選擇不當,電機不能夠移到新的位置,那么實際的負載位置相對控制器所期待的位置出現(xiàn)永久誤差,即發(fā)生失步現(xiàn)象或過沖現(xiàn)象。因此步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)中,如何防止失步和過沖是開環(huán)控制系統(tǒng)能否正常運行的關(guān)鍵。
失步和過沖現(xiàn)象分別出現(xiàn)在步進電機啟動和停止的時候。一般情況下,系統(tǒng)的極限啟動頻率比較低,而要求的運行速度往往比較高。如果系統(tǒng)以要求的運行速度直接啟動,因為該速度已超過極限啟動頻率而不能正常啟動,輕則可能發(fā)生丟步,重則根本不能啟動,產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)。系統(tǒng)運行起來以后,如果達到終點時立即停止發(fā)送脈沖串,令其立即停止,則由于系統(tǒng)慣性作用,電機轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過平衡位置,如果負載的慣性很大,會使步進電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到接近終點平衡位置的下一個平衡位置,并在該位置停下。
以下按不同的控制單元,介紹幾種常用的步進電機升降速控制方法。
運動控制卡作上位控制單元——以MPC01系列運動卡為例
MPC01系列運動控制卡可以作為PC機運動控制系統(tǒng)的核心控制單元。卡上的專用運動控制芯片可自動進行升降速計算。其運動控制函數(shù)庫中也有專門進行梯形升降速運動參數(shù)設(shè)置的函數(shù)——set_profile(intch,doublels,doublehs,doubleaccel)。其參數(shù)定義如下:
ch:設(shè)定的軸號。
ls:設(shè)定低速(起始速度)的值。單位為pps(脈沖/秒)
hs:設(shè)定高速(恒速段)的值。單位為pps(脈沖/秒)
accel:設(shè)定加速度大小。單位為ppss(脈沖/秒/秒)
用戶在調(diào)用運動指令函數(shù)時,只需指定總的脈沖數(shù),運動控制卡上的專用運動控制芯片便按照set_profile函數(shù)設(shè)置的運動參數(shù)自動進行升降速計算,而不會占用PC機的CPU資源。
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