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(guò)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(guò)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(wú)法有效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)中的不確定信息 。 

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(guò)程參數(shù) , 自動(dòng)整定控制參數(shù) , 適應(yīng)被控過(guò)程參數(shù)的變化 ,同時(shí)又具有常規(guī) PID 控制器的特點(diǎn)。

怎樣解決步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)和噪聲大的缺點(diǎn)

步進(jìn)電機(jī)在低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采用以下方案來(lái)降低：

A.如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過(guò)改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開(kāi)共振區(qū)；

B.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是很常用的、很簡(jiǎn)便的方法；

C.換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)；

D.換成交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高；

E.在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。

以上方法能有效降低步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)和噪聲，或許在實(shí)際應(yīng)用中，還有其他的更適合的方法來(lái)解決，不妨發(fā)表出來(lái)共同討論學(xué)習(xí)。

步進(jìn)電機(jī)可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)嗎?

長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)致使電機(jī)溫度上升，當(dāng)超過(guò)電機(jī)內(nèi)部的耐熱等級(jí)，會(huì)使得絕緣性能劣化。當(dāng)使用步進(jìn)電機(jī)時(shí)只要保持電機(jī)外殼表面溫度在100度以下，即可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。您可通過(guò)以下方法輕松降低步進(jìn)電機(jī)的溫度。

抑制溫度上升的方法：

選用轉(zhuǎn)矩較為充裕的電機(jī)并降低運(yùn)行電流

通過(guò)降低運(yùn)行電流可有效抑制發(fā)熱，但相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩也會(huì)降低，需要在選型時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)矩預(yù)留一定的余量。

選用高的效率型步進(jìn)電機(jī)

高的效率型步進(jìn)電機(jī)通過(guò)材質(zhì)的較佳化，大幅降低損耗，發(fā)熱也得以減少?？梢詭椭S實(shí)現(xiàn)空間節(jié)省以及提升裝置的自由度。