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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)際運(yùn)行過程中，由于啟動(dòng)和停止控制不當(dāng)，步進(jìn)電機(jī)會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)抖動(dòng)和停止時(shí)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(dòng)和停止時(shí)，這種現(xiàn)象就更為明顯。因此步進(jìn)電機(jī)的快速啟動(dòng)和停止控制仍是研究的課技術(shù)課中，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)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(gè)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(shí)間，單位為秒。步進(jìn)電機(jī)以頻率啟動(dòng)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(shí)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(gè)線性加速過程，其中頻率和時(shí)間的關(guān)系可以農(nóng)如率；3是加速段；1是加速時(shí)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(zhǎng)和編程的方便。不定每步都計(jì)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(tái)階保持段時(shí)間，保持這個(gè)速度穩(wěn)定運(yùn)行幾個(gè)脈沖后才再升級(jí)，這就克服了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所引起的速度滯后，只有當(dāng)實(shí)際運(yùn)行速度達(dá)到了以后才能急速加速，實(shí)際上這也是局部速度誤差的自動(dòng)糾正。由式1可知加，算法為實(shí)際控制系統(tǒng)中，當(dāng)最商運(yùn)行頻率為，1時(shí)，由21式可以算出加速時(shí)問將加速段均勻的離散為先山3叫知上鄺時(shí)間為以則相鄰兩次速度變化的時(shí)間間隔為收稿日期2004年12月27日能耗辨識(shí)與高效傳動(dòng)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(shí)，要根據(jù)

4、被控系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)加速時(shí)間的要求計(jì)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(duì)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(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)打加減速控制，實(shí)際上就是改變輸出脈沖的時(shí)間間隔，單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)加減法運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)觀的方法有軟件和硬件兩種軟仲法指的是依化延時(shí)程序私改變脈沖輸出的頻率，其中延時(shí)的長(zhǎng)短是動(dòng)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(shí)間，使。片機(jī)無法1時(shí)進(jìn)行其他作硬件方法是依靠單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)的，

5、在每次進(jìn)入定，中斷，改變定常數(shù)，從而升速時(shí)使脈沖頻率逐漸增大。減速時(shí)使脈沖頻率逐漸減小。這種方法用時(shí)間較少。在各種單片機(jī)中都能實(shí)現(xiàn)。是種比較實(shí)叫的調(diào)速方法?？紤]到單片機(jī)1及實(shí)際工作需要。般在255個(gè)分檔內(nèi)完成動(dòng)加速的全過程。當(dāng)實(shí)際需要速度隨每次執(zhí)行任務(wù)情況變化而變化時(shí)，在程序設(shè)計(jì)上可按照工作對(duì)象的最高速度計(jì)算參數(shù)。每次執(zhí)行任務(wù)時(shí)，首先需要確定分檔臺(tái)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(shí)常數(shù)的確定步進(jìn)電機(jī)加減速離散控制的個(gè)很關(guān)鍵問是定時(shí)延時(shí)數(shù)的確定。由式5可知定時(shí)器在每速度檔的定時(shí)周期1為當(dāng)采用的單片機(jī)晶振頻率=6肘出且定時(shí)器為16

6、位定時(shí)器1時(shí)，則有則定時(shí)器的重裝值用0語言實(shí)現(xiàn)如下TH=x256以上定時(shí)時(shí)間是按照單片機(jī)定時(shí)器中斷次發(fā)個(gè)脈沖計(jì)算的，如果是按照定時(shí)器中斷兩次發(fā)個(gè)完整脈沖計(jì)算，則定時(shí)時(shí)間應(yīng)為式8的半。4實(shí)驗(yàn)4.1硬件線路叫進(jìn)行控制使用21335034步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)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(jì)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(shí)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(shí)器！動(dòng)停止標(biāo)志定時(shí)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(tái)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(duì)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(duì)多種絕熱材料的隔熱效果的比較，我們放棄了對(duì)隔熱磚礦棉硅酸錯(cuò)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)際工程中。由。語言編