步进电机加减速过程控制技术

由于步进电机的广泛应用，对步进电机控制的研究越来越多。如果启动或加速过程中阶跃脉冲变化过快，转子会因惯性而无法跟随通电信号的变化。出于同样的原因，当停止或减速时，转子锁定或失步可能会导致超速。为了防止失速、失步和失步，提高工作频率，必须控制步进电机提高或降低速度。步进电机的速度取决于脉冲频率、转子齿数和拍数。其角速度与脉冲频率成正比，与脉冲时间同步。因此，在转子齿数和运行节拍一定的情况下，只需控制脉冲频率即可

率，就可以得到需要的速度。由于步进电机是通过其同步转矩启动的，因此启动频率不高，以避免失步。特别是随着功率的增加，转子直径和惯性增大，启动频率与大工作频率的差值可能高达十倍。步进电机的启动频率特性会使步进电机在启动时无法直接达到工作频率，但一定有一个启动过程，即速度会从低速逐渐增加到工作速度。停机时，工作频率不能立即降为零，但必须有一个高速过程才能逐渐降为零。

步进电机的输出转矩随着脉冲频率的增加而减小。起动频率越高，起动转矩越小，驱动负载的能力越差。启动时失步，停止时失步。为了使步进电机在不损失步长或超调的情况下快速达到所需速度，关键是要充分利用步进电机在每个工作频率下提供的转矩，不要超过转矩。因此，步进电机的运行通常要经过加速、匀速和减速三个阶段，这就要求加速和减速过程尽可能短，而恒速过程尽可能长。特别是在要求快速反应的工作中，从起点到终点的运行时间短，要求加减速过程短，恒速时速度高。

国内外科学家对步进电机的速度控制技术做了大量的研究，建立了多种加减速控制的数学模型，如指数模型、线性模型等。并在此基础上设计开发了多种。该控制电路改善了步进电机的运动特性，扩大了步进电机的应用范围。指数加减速兼顾了步进电机固有的转矩频率特性，既能保证步进电机不会失去其移动步距，又能充分利用电机的固有特性，加减速时间缩短，但由于电机负载的变化而难以实现。线性加减速只考虑负载能力范围内电机角速度与脉冲的关系，与电源电压和负载环境无关。由于速度的波动，这个速度的加速方法是不变的。缺点是没有充分考虑步进电机的输出转矩，步进电机在高速时会失去同步。