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步进电动机的闭环控制

信息摘要:

开环控制的步进电机驱动系统,其输人的脉冲不依赖于步进电机转子的位置,而是事先按一定的规律给定的。缺点是步进电机的输出转矩加速度在很大的程度上取决于步进电机驱动电源和控制方式。对于不同的电动机或者同一种步进电机而不同的负载.很难找到通用的加减速规律,因此使提高步进电动机的性能指标受到限制。

   开环控制的步进电机驱动系统,其输人的脉冲不依赖于步进电机转子的位置,而是事先按一定的规律给定的。缺点是步进电机的输出转矩加速度在很大的程度上取决于步进电机驱动电源和控制方式。对于不同的电动机或者同一种步进电机而不同的负载.很难找到通用的加减速规律,因此使提高步进电动机的性能指标受到限制。

    闭环控制是直接或间接地检测转子的位置和速度,然后通过反馈和适当的处理,自动给出驱动的脉冲串。采用步进电机闭环控制,不仅可以获得更加精确的位置控制和高得多、平稳得多的转速,而且可以在步进电机的许多其他领域内获得更大的通用性。

    步进电机的愉出转矩是励磁电流和失调角的函数。为了获得较高步进电机的输出转矩,必须考虑到步进电机电流的变化和失调角的大小,这对于开环控制来说是很难实现的。

    根据不同的使用要求,步进电机的闭环控制也有不同的方案。主要有核步法、延迟时间法、带位置传感器的闭环控制系统等。采用光电脉冲编码器作为位置检侧元件的闭环控制功能框图。其中编码器的分辨率必须与步进电机的步矩角相匹配。该系统不同于通常控制技术中的步进电机闭环控制,步进电机由微机发出的一个初始脉冲启动,后续控制脉冲由编码器产生。

    编码器直接反映切换角这一参数。然而编码器相对于电动机的位置是固定的。因此发出相切换的信号也是一定的,只能是一种固定的切换角数值采用时间延迟的方法可获得不同的转速。在步进电机闭环控制系统中,为了扩大切换角的范围,有时还要插人或删去切换脉冲。通常在加速时要插人脉冲,而在减速时要删除脉冲,从而实现步进电机的加速和减速控制。在固定切换角的情况下,如负载增加,则步进电机转速将下降。要实现匀速控制可利用编码器测出步进电机的实际转速(编码器两次发出脉冲信号的时间间隔),以此作为反馈信号不断的调节切换角,从而补偿由负载所引起的转速变化。


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