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        閉環步進電機控制技巧

        瀏覽次數:120       日期:2018-03-01
               由于步進電機具有體積精巧、價格低廉、運行穩定等眾多優良特點,讓其在低端行業市場的應用范圍沒有對手。但是在工控行業,存在如何實現全閉環步進電機運動控制這一大難題。
               主要有兩個問題:不確定的原點與失步。目前的步進系統原點采用的是高速光電開關,誤差在精確控制領域即使是毫米級也不能接受。為了提高步進電機系統運行精度,多數會采用細分驅動。有大于16的用在往復運動過程中,誤差大到不能適應加工領域?!?/span>

        閉環步進電機
        閉環步進電機

         
               為適應當前運動控制領域的需求,提出了全閉環步進電機控制系統。

               1.硬件連接;


               根據細分要求去采用不同等級硬件的解析度編碼器進行實時反饋。

               2.原點控制;


               步進馬達的精度可以根據編碼器的Z信號,識別、計算坐標原點等同數控系統相同,從而達到2/編碼器解析度×4。

               3.失步控制;


               失步調整程度可以根據編碼器的反饋數據,實時調整輸出脈沖,采取相應辦法。

               4.電路原理描述;


               電路采用超大規模電路FPGA,輸入、輸出可以達到兆級的相應頻率,電源3.3V,利用2596開關電源,將24V轉為3.3V,方便實用。
               輸入脈沖與反饋脈沖進行4倍頻正交解碼后計算,及時修正輸出脈沖量和頻率。

               5.應用描述;


               電路有原點模式與運行模式這兩種模式。當原點駛能開關置位時,進入原點模式,反之進入運行模式。
               原點模式中,以同步的輸入脈沖頻率輸出脈沖;當碰到原點開關時,降低輸出脈沖頻率,根據編碼器的Z信號、識別、計算坐標原點,返回原點后輸出此信號。此信號的數據與位置將在不斷電的情況下永遠保持。
               在運行模式,以同步輸入脈沖頻率輸出脈沖,同時計算反饋數據,如果出現誤差,需要及時修正。另外在大慣量運行時,加減速設置不合理,可能會反向修正。

               6.技術指標;


               (1)輸入輸出相應頻率:≤1M;
               (2)脈沖同步時間誤差:≤10ms;(主要延誤在反向修正,不考慮反向修正,≤10us);
               (3)重定位電氣精度: ≥2/編碼器解析度×4/馬達解析度×細分);
               (4)重定位原點電氣精度≥2/編碼器解析度×4/馬達解析度×細分);
               (5)適應PNP,NPN接口;
               (6)適應伺服脈沖控制;
               (7)適應各種編碼其接口;
               一旦解決步進電機運動控制上述問題,在增加數百元成本的情況下能夠做到全閉環控制。由于其價格低廉、控制簡單、壽命長久等諸多優良特點在某些場合,絲毫不比伺服系統遜色,甚至要比伺服系統更優異。
        TAG標簽:步進電機

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