由于步進(jìn)電機(jī)是一個(gè)把電脈沖轉(zhuǎn)換成離散的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置,具有很好的數(shù)據(jù)控制特性,因此,計(jì)算機(jī)成為步進(jìn)電機(jī)的理想驅(qū)動(dòng)源,隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,軟硬件結(jié)合的控制方式成為了主流,即通過(guò)程序產(chǎn)生控制脈沖,驅(qū)動(dòng)硬件電路。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)。單片機(jī)通過(guò)軟件來(lái)控制步進(jìn)電機(jī),更好地挖掘出了電機(jī)的潛力。因此,用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)成為了一種必然的趨勢(shì),也符合數(shù)字化的時(shí)代趨。 

要使步進(jìn)電機(jī)快速的達(dá)到所要求的速度又不失步或過(guò)沖,其關(guān)鍵在于使加速過(guò)程中,加速度所要求的力矩既能充分利用各個(gè)運(yùn)行頻率下步進(jìn)電機(jī)所提供的力矩,又不能超過(guò)這個(gè)力矩。國(guó)外最早將古典極值理論使用于60步進(jìn)電機(jī)優(yōu)化計(jì)劃程序，國(guó)內(nèi)清華大學(xué)較早按混合離散計(jì)劃辦法計(jì)劃特高功率的專用三相異步電動(dòng)機(jī)，其首要方針到達(dá)其時(shí)國(guó)際同類商品先進(jìn)水平。因此,步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行一般要經(jīng)過(guò)加速、勻速、減速三個(gè)階段,要求加減速過(guò)程時(shí)間盡量的短,恒速時(shí)間盡量長(zhǎng)。特別是在要求快速響應(yīng)的工作中,從起點(diǎn)到終點(diǎn)運(yùn)行的時(shí)間要求短,這就必須要求加速、減速的過(guò)程短,而恒速時(shí)的速度1高。

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)向指1定位置運(yùn)動(dòng) 。驅(qū)動(dòng)單元與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接耦合，也可理解成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)微機(jī)控制器的功率接口。后 ,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 。 [2] 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)。 [2]

文獻(xiàn)將閉環(huán)反饋控制與自適應(yīng)控制結(jié)合來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置和速度 , 通過(guò)反饋和自適應(yīng)處理 ,按照優(yōu)化的升降運(yùn)行曲線 , 自動(dòng)地發(fā)出驅(qū)動(dòng)的脈沖串 ,提高了電機(jī)的拖動(dòng)力矩特性 ,同時(shí)使電機(jī)獲得更精1確的位置控制和較高較平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速 。我國(guó)的步進(jìn)電機(jī)在二十世紀(jì)七十年代初開(kāi)始起步,七十年代中期至八十年代中期為成品發(fā)展階段,新品種和高性能電機(jī)不斷開(kāi)發(fā),目前,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是永磁材料、半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,使步進(jìn)電機(jī)在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 [2] 目前 ,很多學(xué)者將自適應(yīng)控制與其他控制方法相結(jié)合 ,以解決單純自適應(yīng)控制的不足。文獻(xiàn)設(shè)計(jì)的魯棒自適應(yīng)低速伺服控制器 ,確保了轉(zhuǎn)動(dòng)脈矩的1大化補(bǔ)償及伺服系統(tǒng)低速的跟蹤控制性能 。文獻(xiàn)實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)模糊 PID 控制器可以根據(jù)輸入誤差和誤差變化率的變化 , 通過(guò)模糊推理在線調(diào)整 PID參數(shù) ,實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的自適應(yīng)控制 , 從而有效地提高系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間 、計(jì)算精度和抗干擾性 。