步進(jìn)電機(jī)的PID控制

PID 控制作為一種簡(jiǎn)單而實(shí)用的控制方法 , 在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。它根據(jù)給定值 r( t) 與實(shí)際輸出值 c(t) 構(gòu)成控制偏差 e( t) , 將偏差的比例 、積分和微分通過線性組合構(gòu)成控制量 ,對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制 。文獻(xiàn)將集成位置傳感器用于二相混合式步進(jìn)電機(jī)中 ,以位置檢測(cè)器和矢量控制為基礎(chǔ) ,設(shè)計(jì)出了一個(gè)可自動(dòng)調(diào)節(jié)的 PI 速度控制器 ,此控制器在變工況的條件下能提供令人滿意的瞬態(tài)特性 。文獻(xiàn)根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 ,設(shè)計(jì)了步進(jìn)電機(jī)的 PID 控制系統(tǒng) ,采用 PID 控制算法得到控制量 ,從而控制電機(jī)向規(guī)定位置運(yùn)動(dòng) 。通過驗(yàn)證了該控制具有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 。采用 PID 控制器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、魯棒性強(qiáng) 、可靠性高等優(yōu)點(diǎn) ,但是它無法有效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)中的不確定信息 。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的，因此電機(jī)叫步進(jìn)電機(jī)，英文名steppingmotor。 

目前 , PID 控制更多的是與其他控制策略相結(jié)合 , 形成帶有智能的新型復(fù)合控制 。這種智能復(fù)合型控制具有自學(xué)習(xí) 、自適應(yīng) 、自組織的能力 ,能夠自動(dòng)辨識(shí)被控過程參數(shù) , 自動(dòng)整定控制參數(shù) , 適應(yīng)被控過程參數(shù)的變化 ,同時(shí)又具有常規(guī) PID 控制器的特點(diǎn)。

步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和PLC之間的連接  

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器首先要外接直流電源24~72V，一端要連步進(jìn)電機(jī)，另一端作輸入信號(hào)也就是控制信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)接受外部信號(hào)的結(jié)構(gòu)是采用光電隔離的，比如：PLC的脈沖信號(hào)送到驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部，我們要使PLC產(chǎn)生脈沖只需要讓Y0不斷的接通與截止就可以產(chǎn)生。      PLC發(fā)送信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，就組成了設(shè)備的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，有些高精的設(shè)備，需要電機(jī)完成更復(fù)雜的傳動(dòng)動(dòng)作，會(huì)采購(gòu)具有總線總線功能比如ethercat等的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。電子制造業(yè)：印刷電路板(PCB)設(shè)備、半導(dǎo)體器件設(shè)備(光刻機(jī)、晶圓加工機(jī)等)、液晶顯示器(LCD)設(shè)備、整機(jī)聯(lián)裝及表面貼裝(SMT)設(shè)備、激光設(shè)備(切割機(jī)、雕刻機(jī)等)、通用數(shù)控設(shè)備、機(jī)械手等。

步進(jìn)電機(jī)上機(jī)前的準(zhǔn)備工作和注意事項(xiàng)

1、 給閉環(huán)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器提供電能的電源電壓是否合適(過壓很可能造成驅(qū)動(dòng)模塊的損壞)，對(duì)于直流輸入的 /- 極性一定不能接錯(cuò)，驅(qū)動(dòng)控制器上的電機(jī)型號(hào)或電流設(shè)定值是否合適(開始時(shí)不要太大)；

2、控制信號(hào)線接牢靠，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)盡量要考慮屏蔽問題(如采用雙絞線)，電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器以及編碼器的接線圖要了然于胸；

3、 一定要搞清楚接地方法，還是采用浮空不接。

4、開始運(yùn)行的半小時(shí)內(nèi)要密切觀察閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)的狀態(tài)以及編碼器的反饋情況，如運(yùn)動(dòng)是否正常，聲音和溫升情況，發(fā)現(xiàn)問題立即停機(jī)調(diào)整。

步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)由于受到自身制造工藝的限制，如步距角的大小由轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)決定，但轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)是有限的，因此步進(jìn)電機(jī)的步距角一般較大并且是固定的,步進(jìn)的分辨率低、缺乏靈活性、在低頻運(yùn)行時(shí)振動(dòng)，噪音比其他微電機(jī)都高,使物理裝置容易疲勞或損壞。2、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在電腦繡花機(jī)等紡織機(jī)械設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，這類步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)是保持轉(zhuǎn)矩不高，頻繁啟動(dòng)反應(yīng)速度快、運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低、運(yùn)行平穩(wěn)、控制性能好、整機(jī)成本低。這些缺點(diǎn)使步進(jìn)電機(jī)只能應(yīng)用在一些要求較低的場(chǎng)合，對(duì)要求較高的場(chǎng)合，只能采取閉環(huán)控制，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，

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