基于单片机的步进电机加减速的控制方法ppt课件

基于单片机的步进电机加减速的控制方法李世忠 雷秀内蒙古工业大学 内蒙古呼和浩特0i0062加 速离散控制方法 经实验验证该方法可以解决步进电 机快速加减速控制中常的失步堵转噪声等问 步进电机具有快速停能力强粕度高专速容易控制的特点 在工业过程控制及仪等领域中越来越得到广泛应用 但是 在实际运行过程中 由于启动和停止控制不当 步进电机会出现启动时抖动和停止时过冲现象 影响了控制精度 尤其步进电机作在频繁启动和停止时 这种现 象就更为明显 因此步进电机的快速启动和停止控制仍是研究的课技术课中 对步进电机的启动停止控制进行研究 提出了种基于单片机控制的步进电机加减速 离散控制方法 经多次运行 达到预期目标 1加减速曲线步进电机的运行般要经过加速匀速减速个阶段 步进电机加减速曲线在中 纵坐标是频率 单位为脉 冲秒或步秒 本质上是速度 横坐标是时间 单位为秒 步进电机以频率启动后 以加速度加速 至时刻后达到最高运行频率然后分速运广至时刻以加速度 减 速 在时刻电机停转 总的步数为在停留1 5秒后重复前面的过程 其中从静止加速到最高运行频率和从最高运行频率到停止是控制的关键 通常采用匀加速 和匀减速控制 由1可知加速阶段是个线性加速过程 其中频率和时间的关系可以农如率 3是加速段 1是加速时间 2加减速过程的离散化处理跬单片机采 昙鞘逼麇 戏绞嚼磁 撇浇 缁 长和编程的方便 不定每步都计兑定 器 1装值 可以采用阶梯曲线来逼近加减速曲线2 2 采用离散法将加减速曲线离 散化 离散化以后速度是分档上升的 而且每升档都要在该档台阶保持段时间 保持这个速度稳定运行几个脉冲后才再升级 这就克服了步进电机转子的转动惯 量所引起的速度滞后 只有当实际运行速度达到了以后才能急速加速 实际上这也是局部速度误差的自动纠正 由式1可知加 算法为实际控制系统中 当最商 运行频率为 1时 由21式可以算出加速时问将加速段均匀的离散为先山3叫知上邝时间为以则相邻两次速度变化的时间间隔为收稿日期2004年12月2 7日能耗辨识与高效传动技札200090202资助 内蒙占科技马经济各分档内运行的步数化为则加速总步数 为编写程序时 要根据被控系统对步进电机 加速时间的要求计算出分档数以及每挡内步数 然后以递减方式检查 当第档内的步数减为零 此档内的步数已走完则进入第 鼠继续重复前面的过程 直运行 到总的分档数为零 加速过程完毕 以上是对加速过程的处理方法 减速过程与之相 3基于单片机的步进电机的控制3 1基本原理米用单片机对步进电机进 打加减速控制 实际上就是改变输出脉冲的时间间隔 单片机控制步进电机加减法运转实观的方法有软件和硬件两种软仲法指的是依化延时程序私改变脉冲输出 的频率 其中延时的长短是动态的 软件法在电机控制中 要不停地产生控制脉冲 占用了大量的 时间 使 片机无法1时进行其他作硬件方法是依靠单片机 内部的定时器来实现的 在每次进入定 中断 改变定常数 从而升速时使脉冲频率逐渐增大 减速时使脉冲频率逐渐减小 这种方法用时间较少 在各种单片 机中都能实现 是种比较实叫的调速方法 考虑到单片机1及实际工作需要 般在255个分档内完成动加速的全过程 当实际需要速度随每次执行任务情况变 化而变化时 在程序设计上可按照工作对象的最高速度计算参数 每次执行任务时 首先需要确定分档台阶内的步数 可按816步划分 衡量标准是在不失步 的前提下达到以高的速度且保证较低的运行哚音 3 2定时常数的确定步进电机加减速离散控制的个很关键问是定时延时数的确定 由式5可知定时器在每速 度档的定时周期1为当采用的单片机晶振频率 6肘出且定时器为16位定时器1时 则有则定时器的重装值用0语言实现如下TH x256以上定时时间是 按照单片机定时器中断次发个脉冲计算的 如果是按照定时器中断两次发个完整脉冲计算 则定时时间应为式8的半 4实验4 1硬件线路叫进行控制使用2 1335034步进驱动器驱动1相混合式步进电机6奶1550硬件线路如4 2软牛设计软件采用0语言的0514编写 主要由主函数加减速拧制函数和 定时器中断服务响数构成 主函数的主要功能参数定义及初始化 函数子程序调用 加减速控制函数用于设置脉冲输出使能标志 1 如定时器 动停止标志定 时断服务程序出来输出脉冲 设1加减速标志1以及改腽分档台口介数叩 1叩也妒 其中力口勾减速判 条件为叩 叩0为加速段 段 由于篇幅所限 文 中仅给出中断服务流程 阁4 内蒙古科技与经济应用纳米复合材料加强电解槽上部的保温沈利包铝股份公司生产设备部 内蒙古包头0140461电解槽上 部保温层的现状电解槽是将氧化铝电解成铝的主体设备 为了保证钔电解的正常生产 必须将电解槽内部置于高温状态 而对电解槽上部的保温则是其中重要的 措施之最是将钔槽置板扣置于屯解槽上部进行保温 而后在铝槽罩板内加入硅酸铝纤维层加强保温 但效果不是很明显 具体现为量大量流失 极大地增加了生 产成本 特别在频繁限电由于电力紧张的情况下 造成电解工艺参数波动很大 严重影响了电解生产的常运行 如作坏境益度的升高 对操作工人的身体健康产 生了定的危害 2纳米复合材料的优点鉴于以上情况 为了节能降耗提高劳动生产率 必须选择种新型保温材料作为现有产品的替代品 通过对多种绝热材料的 隔热效果的比较 我们放弃了对隔热砖矿棉硅酸错纤维等传统纯热材料的选择 而最终决定选用纳米复合反射绝热材料 5结论0艮据实验验证 经过离散化控 制可有效解决步进电机加减速控制中的失步噪音等问 可以应用于实际工程中 由 语言编程实现单片机