基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)加減速的控制方法

1、基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)加減速的控制方法李世忠，雷秀內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特0i0062加，速離散控制方法。經(jīng)實驗驗證該方法可以解決步進(jìn)電機(jī)快速加減速控制中常的失步堵轉(zhuǎn)噪聲等問。步進(jìn)電機(jī)具有快速停能力強(qiáng)粕度高專速容易控制的特點(diǎn)，在工業(yè)過程控制及儀等領(lǐng)域中越來越得到廣泛應(yīng)用。但是在實際運(yùn)行過程中，由于啟動和停止控制不當(dāng)，步進(jìn)電機(jī)會出現(xiàn)啟動時抖動和停止時過沖現(xiàn)象，影響了控制精度，尤其步進(jìn)電機(jī)作在頻繁啟動和停止時，這種現(xiàn)象就更為明顯。因此步進(jìn)電機(jī)的快速啟動和停止控制仍是研究的課技術(shù)課中，對步進(jìn)電機(jī)的啟動停止控制進(jìn)行研究，提出了種基于單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)加減速離散控制方法。經(jīng)多次運(yùn)行，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2、1加減速曲線步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行般要經(jīng)過加速勻速減速個階段。步進(jìn)電機(jī)加減速曲線在中，縱坐標(biāo)是頻率，單位為脈沖秒或步秒，本質(zhì)上是速度，橫坐標(biāo)是時間，單位為秒。步進(jìn)電機(jī)以頻率啟動后，以加速度加速，至?xí)r刻后達(dá)到最高運(yùn)行頻率然后分速運(yùn)廣至?xí)r刻以加速度。減速，在時刻電機(jī)停轉(zhuǎn)，總的步數(shù)為在停留1！5秒后重復(fù)前面的過程。其中從靜止加速到最高運(yùn)行頻率和從最高運(yùn)行頻率到停止是控制的關(guān)鍵，通常采用勻加速和勻減速控制。由1可知加速階段是個線性加速過程，其中頻率和時間的關(guān)系可以農(nóng)如率；3是加速段；1是加速時間。2加減速過程的離散化處理跬單片機(jī)采曇鞘逼麇，戲絞嚼磁撇澆，緇，長和編程的方便。不定每步都計兌定，器。1裝值，可以采

3、用階梯曲線來逼近加減速曲線2，2，采用離散法將加減速曲線離散化，離散化以后速度是分檔上升的，而且每升檔都要在該檔臺階保持段時間，保持這個速度穩(wěn)定運(yùn)行幾個脈沖后才再升級，這就克服了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量所引起的速度滯后，只有當(dāng)實際運(yùn)行速度達(dá)到了以后才能急速加速，實際上這也是局部速度誤差的自動糾正。由式1可知加，算法為實際控制系統(tǒng)中，當(dāng)最商運(yùn)行頻率為，1時，由21式可以算出加速時問將加速段均勻的離散為先山3叫知上鄺時間為以則相鄰兩次速度變化的時間間隔為收稿日期2004年12月27日能耗辨識與高效傳動技札200090202資助，內(nèi)蒙占科技馬經(jīng)濟(jì)各分檔內(nèi)運(yùn)行的步數(shù)化為則加速總步數(shù)，為編寫程序時，要根據(jù)

4、被控系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)加速時間的要求計算出分檔數(shù)以及每擋內(nèi)步數(shù)，然后以遞減方式檢查，當(dāng)?shù)跈n內(nèi)的步數(shù)減為零，此檔內(nèi)的步數(shù)已走完則進(jìn)入第+鼠繼續(xù)重復(fù)前面的過程，直運(yùn)行到總的分檔數(shù)為零，加速過程完畢。以上是對加速過程的處理方法，減速過程與之相。3基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)的控制3.1基本原理米用單片機(jī)對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)打加減速控制，實際上就是改變輸出脈沖的時間間隔，單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)加減法運(yùn)轉(zhuǎn)實觀的方法有軟件和硬件兩種軟仲法指的是依化延時程序私改變脈沖輸出的頻率，其中延時的長短是動態(tài)的，軟件法在電機(jī)控制中，要不停地產(chǎn)生控制脈沖，占用了大量的，時間，使。片機(jī)無法1時進(jìn)行其他作硬件方法是依靠單片機(jī)內(nèi)部的定時器來實現(xiàn)的，

5、在每次進(jìn)入定，中斷，改變定常數(shù)，從而升速時使脈沖頻率逐漸增大。減速時使脈沖頻率逐漸減小。這種方法用時間較少。在各種單片機(jī)中都能實現(xiàn)。是種比較實叫的調(diào)速方法?？紤]到單片機(jī)1及實際工作需要。般在255個分檔內(nèi)完成動加速的全過程。當(dāng)實際需要速度隨每次執(zhí)行任務(wù)情況變化而變化時，在程序設(shè)計上可按照工作對象的最高速度計算參數(shù)。每次執(zhí)行任務(wù)時，首先需要確定分檔臺階內(nèi)的步數(shù)，可按816步劃分，衡量標(biāo)準(zhǔn)是在不失步的前提下達(dá)到以高的速度且保證較低的運(yùn)行哚音。3.2定時常數(shù)的確定步進(jìn)電機(jī)加減速離散控制的個很關(guān)鍵問是定時延時數(shù)的確定。由式5可知定時器在每速度檔的定時周期1為當(dāng)采用的單片機(jī)晶振頻率=6肘出且定時器為16

6、位定時器1時，則有則定時器的重裝值用0語言實現(xiàn)如下TH=x256以上定時時間是按照單片機(jī)定時器中斷次發(fā)個脈沖計算的，如果是按照定時器中斷兩次發(fā)個完整脈沖計算，則定時時間應(yīng)為式8的半。4實驗4.1硬件線路叫進(jìn)行控制使用21335034步進(jìn)驅(qū)動器驅(qū)動1相混合式步進(jìn)電機(jī)6奶1550硬件線路如4.2軟牛設(shè)計軟件采用0語言的0514編寫，主要由主函數(shù)加減速擰制函數(shù)和定時器中斷服務(wù)響數(shù)構(gòu)成，主函數(shù)的主要功能參數(shù)定義及初始化，函數(shù)子程序調(diào)用；加減速控制函數(shù)用于設(shè)置脈沖輸出使能標(biāo)志，1.如定時器！動停止標(biāo)志定時斷服務(wù)程序出來輸出脈沖，設(shè)1加減速標(biāo)志1以及改膃分檔臺口介數(shù)叩。1叩也妒。其中力口勾減速判，條件為叩

7、。，叩0為加速段；段。由于篇幅所限，文中僅給出中斷服務(wù)流程，閣4.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)應(yīng)用納米復(fù)合材料加強(qiáng)電解槽上部的保溫沈利包鋁股份公司生產(chǎn)設(shè)備部，內(nèi)蒙古包頭0140461電解槽上部保溫層的現(xiàn)狀電解槽是將氧化鋁電解成鋁的主體設(shè)備。為了保證鍆電解的正常生產(chǎn)，必須將電解槽內(nèi)部置于高溫狀態(tài)。而對電解槽上部的保溫則是其中重要的措施之最是將鍆槽置板扣置于屯解槽上部進(jìn)行保溫，而后在鋁槽罩板內(nèi)加入硅酸鋁纖維層加強(qiáng)保溫，但效果不是很明顯，具體現(xiàn)為量大量流失，極大地增加了生產(chǎn)成本；特別在頻繁限電由于電力緊張的情況下，造成電解工藝參數(shù)波動很大，嚴(yán)重影響了電解生產(chǎn)的常運(yùn)行；如作壞境益度的升高，對操作工人的身體健康產(chǎn)生了定的危害。2納米復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)鑒于以上情況，為了節(jié)能降耗提高勞動生產(chǎn)率，必須選擇種新型保溫材料作為現(xiàn)有產(chǎn)品的替代品。通過對多種絕熱材料的隔熱效果的比較，我們放棄了對隔熱磚礦棉硅酸錯纖維等傳統(tǒng)純熱材料的選擇，而最終決定選用納米復(fù)合反射絕熱材料。5結(jié)論0艮據(jù)實驗驗證，經(jīng)過離散化控制可有效解決步進(jìn)電機(jī)加減速控制中的失步噪音等問，可以應(yīng)用于實際工程中。由。語言編