步進(jìn)電機(jī)的控制技術(shù)

國內(nèi)外的科技工作者對步進(jìn)電機(jī)的速度控制技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，建立了多種加減速控制數(shù)學(xué)模型，如指數(shù)模型、線性模型等，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)了多種控制電路，改善了步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動特性，推廣了步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用范圍指數(shù)加減速考慮了步進(jìn)電機(jī)固有的矩頻特性,既能保證步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)動中不失步，又充分發(fā)揮了電機(jī)的固有特性，縮短了升降速時間，但因電機(jī)負(fù)載的變化，很難實現(xiàn)而線性加減速僅考慮電機(jī)在負(fù)載能力范圍的角速度與脈沖成正比這一關(guān)系，不因電源電壓、負(fù)載環(huán)境的波動而變化的特性，這種升速方法的加速度是恒定的，其缺點(diǎn)是未充分考慮步進(jìn)電機(jī)輸出力矩隨速度變化的特性，步進(jìn)電機(jī)在高速時會發(fā)生失步。通常根據(jù)需要的轉(zhuǎn)矩大小(即所要帶動物體的扭力大小)，來選擇哪種型號的電機(jī)。

步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動控制

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)行時振動，噪音比其他微電機(jī)都高,使物理裝置容易疲勞或損壞。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(jìn)行控制。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合，對要求較高的場合，只能采取閉環(huán)控制，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了步進(jìn)電機(jī)作為優(yōu)良的開環(huán)控制組件的有效利用。細(xì)分驅(qū)動技術(shù)在一定程度上有效地克服了這些缺點(diǎn)。 

步進(jìn)電機(jī)細(xì)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(jìn)電機(jī)綜合使用性能的驅(qū)動技術(shù)。年美國學(xué)者、頭次在美國增量運(yùn)動控制系統(tǒng)及器件年會上提出步進(jìn)電機(jī)步距角細(xì)分的控制方法。步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域：汽車制造業(yè)：發(fā)動機(jī)零部件生產(chǎn)線、發(fā)動機(jī)組裝生產(chǎn)線，整車裝配線、車身焊接線、檢測設(shè)備等。在其后的二十多年里,步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動得到了很大的發(fā)展。逐步發(fā)展到上世紀(jì)九十年代完全成熟的。我國對細(xì)分驅(qū)動技術(shù)的研究,起步時間與國外相差無幾。

步進(jìn)電機(jī)

智能家居給人的感覺是一種高大上，可能很難和步進(jìn)電機(jī)聯(lián)系起來，但是許多只能家居中，確實有很多地方應(yīng)用到了步進(jìn)電機(jī)，尤其是雙極性的步進(jìn)電機(jī)，更是解決了傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)噪音大的缺點(diǎn)。

步進(jìn)電機(jī)作為關(guān)鍵的機(jī)械控制部件，在各家電中起著舉足輕重的作用，智能家居的崛起自然帶動起步進(jìn)電機(jī)的市場;而智能家居要求家電組網(wǎng)，通過物聯(lián)網(wǎng)把各類電子設(shè)備相聯(lián)，實現(xiàn)高度網(wǎng)絡(luò)化，這同時對步進(jìn)電機(jī)的各項性能提出了更苛刻的要求。

如今隨著技術(shù)的進(jìn)步和雙極性步進(jìn)電機(jī)誕生，傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)低速振動噪聲的問題得到了解決，而且雙極性步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行和靜止時都確保定位的準(zhǔn)確，運(yùn)行性能也得到了極大的改善。采用PID控制器具有結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),但是它無法有效應(yīng)對系統(tǒng)中的不確定信息。更安靜的環(huán)境、更可靠的性能，這會是打造智能家居無疑是一大福音。雙極性步進(jìn)電機(jī)的出現(xiàn)為微電機(jī)打開新天地的同時也在考驗各大產(chǎn)商對雙極性步進(jìn)電機(jī)的熟悉程度，及時了解雙極性步進(jìn)電機(jī)的相關(guān)常識，對于用戶在使用過程中，能夠減少機(jī)器出現(xiàn)故障次數(shù)、增加機(jī)器的使用壽命。

隨著社會的發(fā)展進(jìn)步，人工智能設(shè)備將應(yīng)用的更加廣泛，步進(jìn)電機(jī)也將會從一個傳統(tǒng)的工業(yè)品，逐步變成一個耳熟能詳?shù)拿~。