步进电机全闭环控制系统实现技巧

作者:万搏体育 发布时间:2020-11-10 19:45

  步进电机全闭环控制系统实现技巧_物理_自然科学_专业资料。步进电机全闭环控制系统实现技巧 步进电机因体积精巧、价格低廉、运行稳定等优点在各 大行业中得到广泛应用。虽然步进电机已被广泛地应用,但 是步进电机运动控制实现全闭环控制仍是工控行业的一大 难题。 问题

  步进电机全闭环控制系统实现技巧 步进电机因体积精巧、价格低廉、运行稳定等优点在各 大行业中得到广泛应用。虽然步进电机已被广泛地应用,但 是步进电机运动控制实现全闭环控制仍是工控行业的一大 难题。 问题主要体现是原点的不确定性和失步现象。目前,采 用高速光电开关作为步进系统的原点,这个误差在毫米级, 所以在精确控制领域,是不能接受的。另外,为了提高运行 精度,步进电机系统的驱动采用多细分,有的大于 16,假如 用在往复运动过程中,误差大的惊人。已经不能适应加工领 域。 为此,提出步进电机全闭环控制系统,以适应目前运动 控制领域的需求。 1、 硬件连接 硬件连接加装编码器,根据细分要求,采用不同等级的 解析度编码器进行实时反馈。 2、 原点控制 根据编码器的 Z 信号,识别、计算坐标原点,同数控系 统相同,精度可以达到 2/编码器解析度×4。 3、 失步控制 根据编码器的反馈数据,实时调整输出脉冲,根据失步 调整程度,采取相应办法。 4、 电路原理描述 电路采用超大规模电路 FPGA,输入、输出可以达到兆级 的相应频率,电源 3.3V,利用 2596 开关电源,将 24V 转为 3.3V, 方便实用。输入脉冲与反馈脉冲进行 4 倍频正交解码后计算, 及时修正输出脉冲量和频率。 5、 应用描述 本电路有两种模式,返回原点模式和运行模式。当原点 使能开关置位时,进入原点模式,反之,进入运行模式。 在原点模式,以同步于输入脉冲的频率输出脉冲,当碰 到原点开关后,降低输出脉冲频率,根据编码器的 Z 信号, 识别、计算坐标原点。返回原点完成后,输出信号。此信号 及其数据在不断电的情况下,永远保持。 在运行模式,以同步于输入脉冲的频率输出脉冲,同时 计算反馈数据,假如出现误差,及时修正。另外,大惯量运 行时,加减速设置不合理的情况下,可能会及时反向修正。 6、 技术指标 (1)输入输出相应频率:≤1M; (2)脉冲同步时间误差:≤10ms;(主要延误在反向修正, 不考虑反向修正,≤10us) (3)重定位电气精度: ≥2/编码器解析度×4/马达解析度× 细分) (4)重定位原点电气精度≥2/编码器解析度×4/马达解析度 ×细分) (5)适应 PNP,NPN 接口 (6)适应伺服脉冲控制 (7)适应各种编码其接口 步进电机运动控制一旦解决上述问题,增加数百元成本 的情况下可以实现全闭环控制,毫不逊色于伺服电机系统。 特别是其价格低廉、控制简单、寿命长久的特点在某些场合, 可能优于伺服系统。


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