,,陕西理工学院毕业论文第页共页,,,,过早的启动停止信号终止移动。为了克服这个问题，个轻微的修改，修改是必要的，这将延迟启动停止速度检测器操作，直到达到减速模式。陕西理工学院毕业论文第页共页图无负载加速度数据的比较图显示了个无负载加速数据之间的比较，步步的角度和个毫秒的时间提前。以上的步进速度约步的固定提前期控制加速比更快的步进控制。慢加速在下步进率固定时间提前可以归因于时间插值的固有的局限性。如果个连续的编码器脉冲的时间间隔是相同的量级，倒计时的预设值的结果在所需时间提前预置计数时间时钟周期。然而，在启动过程中，连续的编码器的脉冲变化之间的时间间隔显示，产生的提前时间，是不是最佳的。结论这可能是为了实现个实用的的位置控制系统提供完整步定位时间改进相对简单的逻辑电路。在测试过程中，有个固定的步进角控制功能以及低惯性和摩擦载荷。为减小低速转矩引起的个显着减少在加速和减速比步进角其他荷载。性能可提高切换的提前角步从低速步中速和高速步。固定提前时间恰当低惯性载荷作用下的控制。在高惯性条件下，电机的速度没有达到启动停止后的前三个步骤的速度，导致在个积极的启动停止速度信号被产生终止移动。未成年人重新设计的内插器电路延时启动停止速度检测可以很容易的实现，从而控制好适合高惯性和摩擦载荷由于逐渐加速和减速。测试结果表明，固定提前时间系统提供了较高的加速度和速度比固定的角度推进系统。这两个系统的性能，可以提高通过使用个斩波驱动器在个较高的电源电压和或使用个电机与较低的绕组电感。这两种改进允许更快的开关的绕组中的电流，从而导致更高的平均电流，产生个更高的平均转矩。这些设计都可以在很大程度上实现可编程逻辑。快速微控制器允许控制在软件或固件来实现，从而允许更大的设计灵活性。研究表明，它是设计个低成本的的位置控制系统，提供了改进性能的同时保证完整可行。费里斯，个低成本，采用闭环步进电机的高性能运动控制系统，在第十年度研讨会上的增量运动控制系统和设备，，计算机控制的小闭环步进电机定位系统，硕士论文，滑铁卢大学机械工程系，,步进电机控制系统，伊利诺斯，,自动数据采集的个小闭环步进电机控制器，硕士论文，滑铁卢大学机械工程系，，小闭环控制的个堆栈可变磁阻步进电机，博士论文，滑铁卢大学机械工程系，附录外文翻译个低成本和小型闭环控制步进电机定位系统和加拿大安大略省,滑铁卢大学,机械工程系步进电机是常用的低成本开环定位控制系统。然而，加速和加速性是有限的，操作开环可使电机产生损耗。为了克服这些问题，开发了个低成本的小型闭环控系统，优化扭矩输出，最大限度地加速和减速率，避免损耗。我们设计并测试了两种不同的小型闭环控制器。系统采用了光学增量式编码器，并且都包含两个反馈回路个小的闭环步进角信号和位置反馈大闭环。第个系统使用个固定的提前角控制，而第二个系统使用个固定的提前时间控制时间内插。这些控制策略的详细信息是从原系统所获得的。关键词固定角度提前控制定时提前控制小闭环定位系统步进电机控制介绍近年来，步进电机已被运用在各个方面，主要因为它们的接口简单，数字电路和机械简单，且只需要较小保养。然而，开环控制器的典型缺点是加速和减速的局限，失步的危险，和失速电机步进率高的可能性。为了克服这些固有的问题，将个控制器基于个小的闭环，在采用高效率的斩波驱动程序设计的基础上开发。该控制器优化扭矩输出，因此得到最大化的加速和减速率，同时保证没有速度丢失。步进电机运行及转矩特性陕西理工学院毕业论文第页共页图永磁步进电机图单极步进机电路个永磁步进电机的工作原理如图所示。转子是永磁体有双定子磁极。当电流在绕组是单极的，在绕组电流为零，转子将与垂直杆件如排队。当是正的，其极片成为磁性如图所示。转子逆时针旋转，现在如果等于，使等于零，将导致进步的逆时针旋转。逆转电流是另个个旋转的结果。图中的表显示每个旋转有个情况。扭转开关的顺序将是反向旋转的。只使用表中的奇数位置，这种电机被称为全步模式。选择这个研究项目是个优越的电气四相混合式步进电机全步进和双丝绕线转子绕组。双丝绕步进电机允许单极运行如图所示。陕西理工学院毕业论文第页共页图合成转矩曲线图小闭环操作步进电机的转子是使个制动位置时没有步骤应用。磁力作用像个弹簧在转子上，并提供保持转矩。由步进电机产生的转矩与绕组中的电流成比例。在混合动力汽车中的转矩与角旋转约为正弦波。有个移相绕组的转矩曲线之间的和在图。图显示的是扭矩曲线与角位置。当绕组和接通，产生的转矩是由绕组和产生如图所示的力矩之和。操作时总是有两个绕组的全步模式，产生个更高的平均转矩比半步模式如图所示。扭矩与不同阶段的位置曲线如上图，图说明最大的低速扭矩时会产生相位切换发生半步下前制动位置。在位置零，切换绕组和引起扭矩曲线成为有效。转矩会使转子旋转。当半步位置达到和，切换绕组上产生的力矩曲线成为有效。后续切换完成四相开关序列重复进行，如图所示。转子绕着磁场，当转子在高速转动时，转子的惯性和负载不允许电机停步。在反向方向上施加步命令将导致磁场跟踪转子磁极。这扭转了转矩的方向。继续现在的相位切换前序列将导致最大减速力矩。最大正向和反向转矩的最佳转矩曲线如图所示。绕组的自电感会导致电流逐渐改变。因此需要时间来充电和放电的绕组。，如果最大扭矩保持较高的步进率，则开关角需要先进的超过个半步。小型闭环控制最常见的操作方式是步进电机在开环控制。启动停止速度,这种控制功能的方法。如果上下缓慢地增加速度,可以运行速度高于启动停止速度。增加的速度取决于可用的转矩的电机负载的系统惯性和摩擦。过高的加速或减速导致损失步命令和步骤之间的同步运动,导致损失或获得机械的步骤。但是,为了纠正这些差异通过关闭循环，这是有可能的。闭环步进控制系统,是在步进电机加上个绝对或相对轴的位置编码器。图显示了框图的数字闭环位置控制。有两个循环。第个是位移控制回路组成的计数器,控制逻辑,驱动电路步进电机和个增量编码器。第二个循环是小闭环制程是由控制逻辑,司机,步进电机和增量编码器。制程确保步骤命令是同步电动机的机械运动。这使得步进电机运行在高步进速度不同步的损失。制程控制还可以提供最佳的加速和减速。制程控制电动机只有在加速或减速运行模式。从实用的角度,因此陕西理工学院毕业论文第页共页无法获得准确的定位操作制程控制。自加速和减速的摩擦和惯性取决于电机和负载,它很难准确地确定所需的加速距离,加速距离加减速距离之和正好等于个必需的位移。然而,如果制程控制结合开环步进它能够提供准确的定位。位置控制使用图闭环位置控制图随机控制图中示出了随动系统回路位置控制系统的操作。汽车从加速到，然后运行在从最大速度并减速从和，达到所需的目的地。在大多数的位置控制系统中，需要最少的时间到达目的地。这就需要快速加速，最高的最高速度和快速的减速。图显示个双丝缠绕混合式步进电动机的运行。该电机有个脉冲，每个革命和操作的全步模式。耦合到电机轴是个增量的正交编码器，每转个脉冲。该编码器的位置是这样的正弦输出的负斜率与电机制动位置。转矩曲线表明，当相位切换发生在半步位置时，产生最大正低速转矩。在开始制动位置电机扭矩曲线绕组和对转矩为零。应用步命令电机驱动将和上会。当电机转动个半步时，编码器的正弦输出变为高电平。在固定提前角模式这将触发下步命令和绕组将开关使电机运行转矩曲线后续步骤将导致不同的扭矩曲线交替活跃。这种方法产生的最大平均转矩，导致最大加速度。最大减速负转矩可以实现通过施加个脉冲再反向，然后继续向前的相位切换序列如图所示。在控制转矩曲线如图所示是唯有效的步进率低。在较高的步进率的充电和放电时间的电机绕组导致延迟切换到下个主动转矩曲线，从而导致在个较低的平均转矩。在较高的转速下的转矩可以增加通过推进的相位切换角。由于充放电次数主要取决于绕组的电感，个固定的提前时间将导致最大平均转矩。然而，在非常高的速度，转矩将减少，因为在绕组中的平均电流减小。图为顺时针连续运行的信号。由于对称性，通过倒相开关序列，类似的图可以得出逆时针操作。这两套控制策略实施概述如下。在这两种情况下，编码器是对齐的，正弦信号的负斜率对应于制动位置如图所示。固定提前角具有固定提前角位置的编码器脉冲可以产生如下。在图中，余弦信号的正负斜率有和步前进，分别在正弦信号的正负斜率