步進電機的PID控制

PID 控制作為一種簡單而實用的控制方法 , 在步進電機驅(qū)動中獲得了廣泛的應(yīng)用。它根據(jù)給定值 r( t) 與實際輸出值 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 ,對被控對象進行控制 。文獻將集成位置傳感器用于二相混合式步進電機中 ,以位置檢測器和矢量控制為基礎(chǔ) ,設(shè)計出了一個可自動調(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 。文獻根據(jù)步進電機的數(shù)學(xué)模型 ,設(shè)計了步進電機的 PID 控制系統(tǒng) ,采用 PID 控制算法得到控制量 ,從而控制電機向規(guī)定位置運動 。通過驗證了該控制具有較好的動態(tài)響應(yīng)特性 。（5）換向時丟脈沖，單向運行定位準確，換向后定位出現(xiàn)偏差，并隨著換向次數(shù)的增加導(dǎo)致其偏差值就越明顯。采用 PID 控制器具有結(jié)構(gòu)簡單 、魯棒性強 、可靠性高等優(yōu)點 ,但是它無法有效應(yīng)對系統(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 ,能夠自動辨識被控過程參數(shù) , 自動整定控制參數(shù) , 適應(yīng)被控過程參數(shù)的變化 ,同時又具有常規(guī) PID 控制器的特點。

步進電機

九十年代中期的到了較大的發(fā)展。主要應(yīng)用在工業(yè)、航天、機器人、精密測量等領(lǐng)域,如跟蹤用光電經(jīng)緯儀、儀器、通訊和雷達等設(shè)備,細分驅(qū)動技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使得電機的相數(shù)不受步距角的限制,為產(chǎn)品設(shè)計帶來了方便。細分驅(qū)動技術(shù)是年代中期發(fā)展起來的一種可以顯著改善步進電機綜合使用性能的驅(qū)動技術(shù)。年美國學(xué)者、在美國增量運動控制系統(tǒng)及器件年會上提出步進電機步距角細分的控制方法。在其后的二十多年里,步進電機細分驅(qū)動得到了很大的發(fā)展。逐步發(fā)展到上世紀九十年代完全成熟的。我國對細分驅(qū)動技術(shù)的研究,起步時間與國外相差無幾。2、步進電機驅(qū)動器在電腦繡花機等紡織機械設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，這類步進電機的特點是保持轉(zhuǎn)矩不高，頻繁啟動反應(yīng)速度快、運轉(zhuǎn)噪音低、運行平穩(wěn)、控制性能好、整機成本低。這些缺點嚴重限制了步進電機作為優(yōu)良的開環(huán)控制組件的有效利用。細分驅(qū)動技術(shù)在一定程度上有效地克服了這些缺點。

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是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件，通過控制施加在電機線圈上的電脈沖順序、頻率和數(shù)量，可以實現(xiàn)對步進電機的轉(zhuǎn)向、速度和旋轉(zhuǎn)角度的控制。配合以直線運動執(zhí)行機構(gòu)或齒輪箱裝置，更可以實現(xiàn)更加復(fù)雜、精密的線性運動控制要求。步進電機一般由前后端蓋、軸承、中心軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、定子鐵芯、定子組件、波紋墊圈、螺釘?shù)炔糠謽?gòu)成，步進電機也叫步進器，它利用電磁學(xué)原理，將電能轉(zhuǎn)換為機械能，是由纏繞在電機定子齒槽上的線圈驅(qū)動的。選用高的效率型步進電機高的效率型步進電機通過材質(zhì)的較佳化，大幅降低損耗，發(fā)熱也得以減少。通常情況下，一根繞成圈狀的金屬絲叫做螺線管，而在電機中，繞在定子齒槽上的金屬絲則叫做繞組、線圈、或相。