在下述的內容中，小編將會對步進電機的相關消息予以報道，如果步進電機是您想要了解的焦點之一，不妨和小編共同閱讀這篇文章哦。
一、步進電機控制策略
1、PID 控制
PID 控制作為一種簡單而實用的控制方法 , 在步進電機驅動中獲得了廣泛的應用。它根據給定值 r( t) 與實際輸出值 c(t) 構成控制偏差 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 ,設計出了一個可自動調節(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 。文獻根據步進電機的數學模型 ,設計了步進電機的 PID 控制系統(tǒng) ,采用 PID 控制算法得到控制量 ,從而控制電機向指定位置運動 。最后 ,通過仿真驗證了該控制具有較好的動態(tài)響應特性。采用 PID 控制器具有結構簡單 、魯棒性強 、可靠性高等優(yōu)點 ,但是它無法有效應對系統(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合 , 形成帶有智能的新型復合控制 。這種智能復合型控制具有自學習 、自適應 、自組織的能力 ,能夠自動辨識被控過程參數 , 自動整定控制參數 , 適應被控過程參數的變化 ,同時又具有常規(guī) PID 控制器的特點。
2、自適應控制
自適應控制是在 20 世紀 50 年代發(fā)展起來的自動控制領域的一個分支。它是隨著控制對象的復雜化 ,當動態(tài)特性不可知或發(fā)生不可預測的變化時 ，為得到高性能的控制器而產生的 。其主要優(yōu)點是容易實現(xiàn)和自適應速度快 ,能有效地克服電機模型參數的緩慢變化所引起的影響 ,是輸出信號跟蹤參考信號。文獻研究者根據步進電機的線性或近似線性模型推導出了全局穩(wěn)定的自適應控制算法 , 這些控制算法都嚴重依賴于電機模型參數。文獻將閉環(huán)反饋控制與自適應控制結合來檢測轉子的位置和速度 , 通過反饋和自適應處理 ,按照優(yōu)化的升降運行曲線 , 自動地發(fā)出驅動的脈沖串 ，提高了電機的拖動力矩特性，同時使電機獲得更精確的位置控制和較高較平穩(wěn)的轉速 。
目前 ，很多學者將自適應控制與其他控制方法相結合 ，以解決單純自適應控制的不足。文獻設計的魯棒自適應低速伺服控制器 ，確保了轉動脈矩的最大化補償及伺服系統(tǒng)低速高精度的跟蹤控制性能。文獻實現(xiàn)的自適應模糊 PID 控制器可以根據輸入誤差和誤差變化率的變化 ，通過模糊推理在線調整 PID參數 ，實現(xiàn)對步進電機的自適應控制 ,，從而有效地提高系統(tǒng)的響應時間、計算精度和抗干擾性 。
3、矢量控制
矢量控制是現(xiàn)代電機高性能控制的理論基礎 ,可以改善電機的轉矩控制性能 。它通過磁場定向將定子電流分為勵磁分量和轉矩分量分別加以控制，從而獲得良好的解耦特性 ，因此 ，矢量控制既需要控制定子電流的幅值 ,又需要控制電流的相位 。由于步進電機不僅存在主電磁轉矩，還有由于雙凸結構產生的磁阻轉矩 ，且內部磁場結構復雜 , 非線性較一般電機嚴重得多 , 所以它的矢量控制也較為復雜 。推導出了二相混合式步進電機 d-q 軸數學模型 ,以轉子永磁磁鏈為定向坐標系 ,令直軸電流 id =0 ,電動機電磁轉矩與 iq 成正比 , 用PC 機實現(xiàn)了矢量控制系統(tǒng) 。系統(tǒng)中使用傳感器檢測電機的繞組電流和轉自位置 ,用 PWM 方式控制電機繞組電流 。文推導出基于磁網絡的二相混合式步進電機模型 , 給出了其矢量控制位置伺服系統(tǒng)的結構 ,采用神經網絡模型參考自適應控制策略對系統(tǒng)中的不確定因素進行實時補償，通過最大轉矩/電流矢量控制實現(xiàn)電機的高效控制 。
二、步進電機選型的步驟與方法
1、 步進電機轉矩的選擇步進電機的保持轉矩，近似于傳統(tǒng)電機所稱的“功率”。當然，有著本質的區(qū)別。步進電動機的物理結構，完全不同于交流、直流電機，電機的輸出功率是可變的。通常根據需要的轉矩大小(即所要帶動物體的扭力大小)，來選擇哪種型號的電機。大致說來，扭力在0.8N.m以下，選擇20、28、35、39、42(電機的機身直徑或方度，單位：mm);扭力在1N.m左右的，選擇57電機較為合適。扭力在幾個N.m或更大的情況下，就要選擇86、110、130等規(guī)格的步進電機。
2、 步過電機轉速的選擇對于電機的轉速也要特別考慮。因為，電機的輸出轉矩，與轉速成反比。就是說，步進電機在低速(每分鐘幾百轉或更低轉速，其輸出轉矩較大)，在高速旋轉狀態(tài)的轉矩(1000轉/分--9000轉)就很小了。當然，有些工況環(huán)境需要高速電機，就要對步進電動機的線圈電阻、電感等指標進行衡量。選擇電感稍小一些的電機，作為高速電機，能夠獲得較大輸出轉矩。反之，要求低速大力矩的情況下，就要選擇電感在十幾或幾十mH，電阻也要大一些為好。
3、 步進電機空載起動頻率的選擇步進電機空載起動頻率，通常稱為“空起頻率”。這是選購電機比較重要的一項指標。如果要求在瞬間頻繁啟動、停止，并且，轉速在1000轉/分鐘左右(或更高)，通常需要“加速啟動”。如果需要直接啟動達到高速運轉，最好選擇反應式或永磁電機。這些電機的“空起頻率”都比較高。
4、 步進電機的相數選擇步進電機的相數選擇，這項內容，很多客戶幾乎沒有什么重視，大多是隨便購買。其實，不同相數的電機，工作效果是不同的。相數越多，步距角就能夠做的比較小，工作時的振動就相對小一些。大多數場合，使用兩相電機比較多。在高速大力矩的工作環(huán)境，選擇三相步進電機是比較實用的。
5、 針對步進電機使用環(huán)境來選擇特種步進電機能夠防水、防油，用于某些特殊場合。例如水下機器人，就需要放水電機。對于特種用途的電機，就要針對性選擇了。
6、 根據您的實際情況可否需要特殊規(guī)格特殊規(guī)格的步進電機，請和我們溝通，在技術允許的范圍內，加工訂貨。例如，出軸的直徑、長短、伸出方向等。
7、 如有必要最好與廠家的技術工程師進一步溝通與確認型號。
以上便是小編此次想要和大家共同分享的有關步進電機的內容，如果你對本文內容感到滿意，不妨持續(xù)關注我們網站喲。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!
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