资料介绍
针对不同约束条件下步进电机加减速的控制问题,首先分析了 S 曲线算法原理,寻找 S 曲线算法与其它常见的步进电机运动控制算法之间的联系。然后在分析 S 曲线传统的七段模型后,提出了基于 S 曲线的步进电机加速度和速度控制方法,并讨论了当约束参数发生变化时实际的 S 曲线规划方法。最后,给出了不同约束条件下步进电机的加减速仿真曲线。研究结果表明,这种方法可以满足不同约束条件下步进电机加减速的控制。
在现代的运动系统中,为了追求更高的控制精度和更好的控制性能,步进电机被广泛应用于机电一体化系统中的运动控制单元。步进电机是一种把脉冲信号转换成角位移的机电元件,具有控制精度高、控制简单等特点,即使在开环条件下也能获得较高的控制精度。但是步进电机在启动时,会有启动慢、启动失步和启/停段冲击大等现象,因此对步进电机启动、停止阶段的加速度进行规划,保证步进电机启/停时加速度和速度的连续性以减小冲击具有很强的实际意义。
目前,常用的步进电机加减速控制算法有 3 种,即梯形曲线、指数曲线、S 曲线,这些算法各有特点。S曲线算法由于其加速度和速度曲线的连续性,能够保证步进电机在运动过程中速度和加速度没有突变,减小冲击,提高步进电机运动的平稳性,常被应用于精确控制中,如数控系统、医疗器械和机器人系统等。现有的关于 S 曲线算法的研究大多针对特定情况对算法做了简化处理,本研究将依托 S 曲线的原始模型,重点研究当被控对象的约束条件变化时步进电机在启/停阶段加速度和速度的控制方法。
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