一种保证步进电机在变速运行中不失步的控制方法
步进电机控制方法
步进电机控制方法步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的执行器，广泛应用于打印机、数控机床、纺织机械、包装设备等自动控制系统中。
步进电机控制方法的选择对于系统的性能和稳定性具有重要影响，下面将介绍几种常见的步进电机控制方法。
1. 开环控制。
开环控制是最简单的步进电机控制方法之一，通过给步进电机施加一定的脉冲信号来控制其旋转角度。
这种方法简单直接，但无法对步进电机的运动状态进行实时监测和调整，容易出现失步现象，适用于对精度要求不高的场合。
2. 半闭环控制。
半闭环控制是在开环控制的基础上增加了位置传感器反馈的控制方法。
通过位置传感器实时监测步进电机的位置，将反馈信息与设定值进行比较，从而实现对步进电机位置的闭环控制。
这种方法相比于开环控制能够更好地提高系统的稳定性和精度，但仍然存在一定的失步风险。
3. 闭环控制。
闭环控制是最为精确的步进电机控制方法，通过在步进电机上增加编码器等位置传感器，实时反馈步进电机的位置信息，并对其进行精确控制。
闭环控制能够及时调整步进电机的运动状态，减小失步风险，提高系统的稳定性和精度，适用于对位置精度要求较高的场合。
4. 微步进控制。
微步进控制是一种通过改变步进电机相序激励方式，使步进电机在每个步距内分成多个微步距的控制方法。
微步进控制能够提高步进电机的分辨率，减小振动和噪音，提高系统的平稳性和精度，适用于对步进电机运动要求较高的场合。
总结。
在实际应用中，步进电机控制方法的选择应根据具体的控制要求和系统性能需求来确定。
不同的控制方法各有特点，开环控制简单直接，但精度较低；半闭环控制提高了系统的稳定性和精度，但仍存在失步风险；闭环控制精度最高，但成本较高。
微步进控制能够提高步进电机的平稳性和分辨率，但相应的控制电路较为复杂。
因此，在选择步进电机控制方法时，需要综合考虑系统的实际需求和成本因素，选择最合适的控制方法来实现系统的稳定运行和高精度控制。
步进电机运动规律及速度控制方法
步进电机运动规律及速度控制方法姓名：吴良辰班级：10机设（2）学号：201010310206学期我们专业开设了机电传动控制这么课，它是机电一体化人才所需要知识结构的躯体，由于电力传动控制装置和机械设备是一个不可分割的整体，所以我么能从中了解到机电传动控制的一般知识，要掌握电机、电器、晶闸管等工作原理、特性、应用和选用的方法。
了解最新控制技术在机械设备中的应用。
在现代工业中，机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机，而且还包括控制电动机的一整套控制，以满足生产过程自动化的要求。
也就是说，现代机电传动是和各种控制元件组成的自动控制系统联系在一起。
机电系统一般可分为图一所示的三个部分。
图1 机电传动控制在没上这门课之前，在我自己认为，电机就是那些就是高中学的那些直流电动机，就是通电线圈在磁场转动。
那是直流电动机了，慢慢的我接触了交流电动机，刚开始知道220V市电。
记得大一下学期，我们金工实习了，看到工训下面那么多的车床，铣床，钻床……由于要提供大的功率，所以主电机都是选用380V。
上完这门让我更详细了解他们内部的结构和工作原理。
还说明知识是慢慢积累的过程。
见的多学的多。
我明白了很多以前的疑惑。
看到电视机上那些智能机器人，他们的活动很自如，就像仿生肌肉一样。
尤其是日本的机器人。
它的机械臂很有可能是步进电机控制的，还有一种说法是液压与气压控制的。
我觉的两者都有。
很有幸大一时候进入了第二课堂，在里面学到东西，也接触了步进电机，我是在学51单片机那时候也买了一个，就觉得很神奇。
在加上前几天参加了江西省电子设计大赛，我就感觉到要是要选控制类的题目做，步进电机是不能少的。
所以步进电机是个好东西。
我在网上查了一下资料，上个世纪就出现了步进电机，它是一种可以自由回转的电磁铁，动作原理和今天的反应式步进电机没有什么区别，也是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。
很遗憾的是它是国外人发明的。
开始写正题了，上完这门课，那个步进电机是让我很痴迷的。
线切割步进电机失步的原因解决方法
线切割步进电机失步的原因解决方法哇塞，线切割步进电机失步可是个大问题呢！这可会严重影响到加工的精度和效率呀！那到底为啥会失步呢？原因有不少呢，比如驱动电源的问题，电机本身的故障，或者是工作环境不合适等等。
那怎么解决呢？这可得好好说道说道。
首先要仔细检查驱动电源，看看电压是否稳定，电流是否正常。
这就好比是人的心脏，要是心脏出了问题，那整个人都不好了呀！然后呢，要检查电机的接线是否牢固，有没有松动的地方。
这就像是大楼的根基，根基不牢，那还怎么往上盖呀！还有就是要注意工作环境，不能太潮湿，也不能温度太高或太低。
这就和人一样，得在舒适的环境里才能好好工作嘛！在检查和维护的过程中，可一定要小心谨慎，不能马虎大意哦！不然，一个小疏忽可能就会导致大问题呢！在解决线切割步进电机失步的过程中，安全性和稳定性那可是至关重要的呀！就像走钢丝一样，必须得稳稳当当的。
如果不注意安全，万一出点啥意外，那可不得了啦！所以在操作的时候，一定要严格按照操作规程来，不能有丝毫的马虎。
同时，要定期对设备进行维护和保养，确保它始终处于良好的工作状态。
只有这样，才能保证加工的安全和稳定，不至于出现大的差错呀！那线切割步进电机的应用场景可多了去啦！在模具制造、机械加工等领域都有着广泛的应用呢！它的优势也是很明显的呀，比如精度高、速度快、成本低等等。
这就像是一把锋利的宝剑，能够在各种战场上大显身手呢！它能够快速而准确地完成各种复杂的加工任务，为我们的生产和生活带来了极大的便利呢！我就知道一个实际案例哦，有一家工厂之前老是出现线切割步进电机失步的问题，导致生产效率很低，产品质量也不稳定。
后来，他们按照我说的方法，对驱动电源、电机接线和工作环境都进行了仔细的检查和调整，嘿，你猜怎么着，失步的问题还真就解决了！生产效率大大提高，产品质量也有了很大的提升呢！这效果，那可真是立竿见影呀！所以呀，只要我们认真对待线切割步进电机失步这个问题，找到原因，采取正确的解决方法，就一定能够让它重新焕发活力，为我们的生产和生活服务呀！。
步进电机控制方案
步进电机控制方案1. 引言步进电机是一种常见的电动机，其特点是精准度高、扭矩稳定、可控性强等。
在许多应用中，需要对步进电机进行控制，以实现精准定位、旋转控制等功能。
本文将介绍步进电机的控制方案，并提供示例代码和运行结果。
2. 步进电机工作原理步进电机是一种定角度运动的电机，其工作原理基于磁场变化导致的转动。
步进电机由转子和定子组成，转子上有一系列的磁极，定子上有一组电枢。
通过依次通电给定子上的电枢，使得磁场依次在转子上形成，从而实现转子的连续旋转。
3. 步进电机控制方案步进电机的控制方案主要包括驱动器和控制器两部分。
驱动器用于控制步进电机的转动，控制器用于更精确地控制电机的运转。
3.1 驱动器选择常见的步进电机驱动器有两相、三相和四相驱动器。
根据实际应用需求，选择适合的驱动器可以提高电机的性能和效率。
以下是常见的驱动器选择情况：•两相驱动器：适用于低速应用，价格较低，但扭矩输出相对较低。
•三相驱动器：适用于高速和高扭矩应用，价格相对较高，但性能更好。
•四相驱动器：适用于中等速度和扭矩要求的应用。
3.2 控制器设计在步进电机控制中，控制器的设计是至关重要的。
控制器需要实现以下功能：•步进电机的速度控制：控制脉冲信号的频率和宽度，可以实现步进电机的高速或低速运动。
•步进电机的方向控制：控制脉冲信号的方向，可以实现步进电机的正转或反转。
•步进电机的位置控制：根据应用需求，设定目标位置和运动方式，通过控制脉冲信号的数量和频率，控制步进电机到达目标位置。
通常情况下，可以使用单片机或专用控制器来设计步进电机的控制器。
以下是一个简单的步进电机控制器的伪代码示例：def step_motor_control(target_position):current_position = 0while current_position != target_position:if target_position > current_position:# 正转move_forward()current_position += 1else:# 反转move_backward()current_position -= 1delay(1) # 控制电机运动速度4. 示例代码下面是一个使用Arduino控制步进电机的示例代码，该代码实现了步进电机的转动和控制：#include <Stepper.h>const int stepsPerRevolution = 200; // 步进电机每转的步数Stepper stepper(stepsPerRevolution, 8, 9, 10, 11); // 步进电机驱动器引脚void setup() {stepper.setSpeed(100); // 设置步进电机转速}void loop() {// 顺时针旋转一个圈stepper.step(stepsPerRevolution);delay(1000);// 逆时针旋转半个圈stepper.step(-stepsPerRevolution / 2);delay(1000);}5. 运行结果通过运行上述示例代码，可以实现步进电机的转动和控制。
步进电机失步故障解决方法
步进电机失步故障解决方法
步进电机中产生的同步力矩无法使转子速度跟随定子磁场的旋转速度，从而引起失步。
有3种解决方法：可使步进电机产生的电磁转矩增大，为此可在额定电流范围内适当加大驱动电流;在高频范围转矩不足时，适当提高驱动电路的驱动电压;改用转矩大的步进电动机等，也可使步进电机需要克服的转矩减小，为此可适当降低电机运行频率，以便提高电机的输出转矩。
①步进电机的转矩不足，拖动力量不够，当驱动脉冲频率达到某临界值开头失步。
由于步进电机的动态输出转矩随着连续运行频率的上升而降低，因而凡是比该频率高的工作频率都将产生失步。
②步进电机起动失步。
由于步进电机自身及所带负载存在惯性，当加速时间过短时会消失这一现象。
应当设置合理的加速时间，使电机从低速度平稳上升到某个速度。
③步进电机产生共振也是引起失步的一个缘由。
步进电机处于连续运行状态时，假如掌握脉冲的频率等于步进电机的固有频率，将产生共振。
在一个掌握脉冲周期内，振动尚未得到充分衰减，下一个脉冲就已来到，因而在共振频率四周动态误差最大并导致步进电机失步。
解决方法：减小步进电机的驱动电流;采纳细分驱动方法和阻尼方法。
转子在步进过程中获得过多的能量时，转子的平均速度会高于定
子磁场的平均旋转速度，使得步进电动机产生的输出转矩增大，从而使步进电机产生越步。
当步进电机存在越步时，可减小步进电动机的驱动电流，以便降低步进电机的输出转矩或使减速时间加长。
步进电机控制方法
步进电机控制方法步进电机是一种将电信号转换为精确的机械运动的特殊电机。
由于其高精度、可控性和稳定性，步进电机广泛应用于许多领域，如工业自动化、医疗仪器、机器人技术等。
本文将讨论步进电机的控制方法，在这些方法中，人们可以实现对步进电机的精确控制和位置控制。
首先，我们来介绍步进电机的基本工作原理。
步进电机的转子由永磁体或由电磁铁组成，通常与定子上的绕组相互作用。
当绕组依次激励时，电机的转子会按照一定的角度顺序旋转。
每次激励的脉冲将使转子转动一个固定的角度，称为步长。
因此，通过正确控制脉冲信号的频率和顺序，我们可以精确地控制步进电机的运动。
步进电机的控制方法主要分为开环控制和闭环控制。
开环控制是最简单的一种方法，通过给步进电机提供一系列的脉冲信号来控制其转动。
这些信号的频率和脉冲宽度决定了电机的转速和位置。
开环控制方法适用于需要较低精度和较简单控制的应用，例如简单的运动控制和位置复位。
闭环控制方法则更加复杂，但也更加精确。
闭环控制通过使用编码器或其他位置传感器来监测步进电机的实际位置，并将其与期望位置进行比较。
根据比较结果，控制系统将调整脉冲信号的频率和脉冲数量，以使电机达到期望的位置和运动状态。
闭环控制方法适用于需要高精度和复杂运动控制的应用，例如精密仪器和机器人。
除了开环控制和闭环控制之外，还有其他一些常用的步进电机控制方法。
例如，微步控制方法可以进一步提高步进电机的分辨率。
微步控制通过将每个步进脉冲细分为更小的微步脉冲，从而将电机的角度控制能力提高到更高的级别。
这种方法通常需要更先进的控制电路和算法。
此外，还有一些高级的控制方法，如矢量控制和感应控制等。
矢量控制方法通过同时控制步进电机的多个绕组来实现更复杂的运动模式，提高电机的性能和动态响应能力。
感应控制方法则利用感应原理，通过识别转子位置和磁场变化来控制电机运动。
这些高级控制方法在某些特定的应用领域中具有重要意义，但通常需要更复杂的控制算法和硬件实现。
一种基于PLC控制的步进电机防失步运行策略
１ 引 言
步进 电机 是一种 离散运 动 的装置 ， 它和 现代 数字控 技术 有着 本 质 的联 系 。 随着全 数 字 式交 流伺 服 系统
的出现 ， 交流伺服 电机 已越 来越 多地应 用于数字 控制 系
率， 就可 预 防发生 失步 。
第二 ， 是运 行过 程 中的升 速 或 负载 突变 阶段 ， 步进
容 易克服 ， 只要在 步进 电机控 制程序 中 限制启 动脉 冲频
图 １ 步进 电机 的运 行矩 频特 性
收 稿 日期 ： ０ —０ — ２ ８ ２ ０ ２ ５
要 解 决步进 电机运 行 过程 中的失 步现象 ， 首先 ， 就
自 化 与 用 ０８ 第２ 卷 期 动 技术 应 ２０ 年 ７ 第９
电机在运 行 时 ， 电机 各相 绕组 的 电感将 形成一 个反 向 电
动势， 频率 越高 ， 向电动 势越大 。在 它的作 用下 ， 反 电机
随频率 （ 或速度 ）的增大 而相 电流减小 ， 而导致 力矩 从 下降 ， 运行 矩频特性…如 图 １ 其 所示 。这样一 来 ， 在运行
过程 中升 速 阶段 以及 负载不 可预知 的突变 ， 都将 不可避 免 的 出现 失步 。
机 失步 以后 ， 添加 脉冲把 丢 的步 补 回来 。
位 置 检 测 的 方 式 通 常 有 两 种 ， 一 种 是 采 用 光 栅 等 第
证步进 电机走 一步 ， 编码器 反馈一 个脉冲 。 综上所述 ， 编码器 的选择 以检测精 度与步进 电机的 控制 精度相 当 即可 ， 并且与 传动 系统 减速 齿 轮 比相 关 ，
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｒ ｓ ｎ ｓａ ｍｅ ｓ ｒ ｆｐ ｅ ｅ ｔｎ ｈ ｔ ｐ— ｔ ｒｆ ｏ ｆ ｌｉ ｇ ｏ ｔ ｆｓｅ ． ｔｉ ｎ ｉ ｄ ｒ ｃ ｌ ｓ ｄ ｌ ｏ ｏ ｔｏ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｅ ｅ ｔ ａ ｕ ｅ ｏ ｒ ｖ ｎ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓｅ ｍｏ ｏ ｒ ｍ ａ ｌｎ ｕ ｔ ｐｓ Ｉ ｓａ ｎ ｉｅ ｔ ｏ ｅ —ｏ ｐ ｃ ｎ ｒ ｌ ｐ ｏ ｃ ｂ ｓｄｏ ａ ｅ ｎ ＰＬＣ． ｅ ｓ ｌｃ ｉ ｎ ｏ ｈ ｎ ｏ ｅ ｓｄ ｃ ｓ ｄ Ｔｈ ｏ ｉｉ ｎ ｃ Ｔｈ ｅ ｅ ｔｏ ｆｔ ｅ ｅ ｃ ｄ ｒｉ ｉ ｕｓ ｅ ． ｅ ｐ ｓｔｏ ｏｍｐ ｒ ｓ ｎ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｎ ｈ ｏ ｗａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ａ ｉ ｏ ｌ ｏ ｉｈ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｆ ｔ ｒ ｏ ｔｏ
步进电机的调速方法和优点
步进电机的调速方法和优点
步进电机的调速方法和优点可以根据具体的应用需求来选择调速方法，以下是常用的步进电机调速方法和其优点：
1. 电流控制法：通过调节步进电机的驱动电流大小来改变步进电机的转速。
优点是控制简单，成本低，适用于对转速精度要求不高的应用。
2. 脉冲频率控制法：通过改变输入给步进电机的脉冲频率来调节转速。
优点是转速可调范围广，转速精度高，适用于对转速要求较高的应用。
3. 引导参考比法：通过与编码器等传感器进行闭环控制，将电机的实际位置反馈给控制器，从而实现转速的精确控制。
优点是转速稳定性高，精度极高，适用于要求极高的精确控制和定位应用。
步进电机的优点包括以下几点：
1. 精度高：步进电机精确的转动位置能够提供精确的定位和控制。
2. 高扭矩：步进电机在不同转速下可以输出较高的扭矩，适用于要求较高的力矩输出的应用。
3. 停止时无震动：步进电机在停止时不会产生震动，保证了控制系统的稳定性。
4. 自启动：步进电机在停止情况下可以自动启动，节省了启动装置的成本和复杂性。
5. 无需编码器：步进电机可以通过开环控制进行位置和速度控制，无需使用编码器等传感器，简化了控制系统的设计和成本。
6. 响应速度快：步进电机可以快速响应控制信号，实现高速的加速和减速，适用于需要快速响应的应用。
步进电机丢步解决方案
步进电机丢步解决方案
《步进电机丢步解决方案》
步进电机丢步是指在操作过程中出现步进电机无法按照设定的步数准确运动的情况。
这种问题可能会导致设备运行不稳定甚至故障，因此需要及时解决。
首先，需要检查电机驱动器和控制器是否连接正确，是否有松动或接触不良的情况。
如果有问题，需要重新连接或更换部件。
其次，应检查步进电机本身是否存在故障，如轴承磨损或转子不良等情况。
如果出现这种情况，需要及时更换或修理电机。
此外，还需要检查电流和电压是否稳定，以确保供电正常。
如果电流或电压不稳定，可能会导致步进电机丢步。
这时候需要调整电源供应或更换稳压设备。
另外，步进电机的控制参数也需要进行调整，包括脉冲频率、加速度和减速度等。
如果参数设置不正确，也可能会导致丢步问题的出现。
最后，还可以适当增加步进电机的保护措施，如安装限位开关或功率控制器，以提高系统的稳定性和可靠性。
总的来说，步进电机丢步问题的解决方法需要综合考虑设备的各个方面因素，包括电路连接、电机本身、供电情况以及控制
参数等。
只有全面排查并解决可能存在的问题，才能有效解决步进电机丢步的情况。
如何避免步进电机失步
如何避免步进电机失步
说起，对于电气控制行业的工程师来说应当再认识不过了!它的误差不会长久堆积，能够实现精确定位，控制比伺服容易等优点，但步进电机精确控制的前提是电机不发生失步，如何才干避开步进电机失步?
步进电机是将电脉冲信号改变为角位移或线位移的开环控制电机。
在未发生失步状况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数并不受负载变幻的影响，当步进电机接收到一个脉冲信号时，电机就按设定的方向转一个固定的角度(步进角或步距角)，通过控制脉冲数和脉冲频率来控制电机角位移量及电机转速从而达到精确的开环控制。
另外，步进电机每走一步所转过的角度与理论步距之间总有一定的误差，从某一步到任何一步，也总有一定的误差，但是，步进电机每转一周的步数相同，在不失步的状况下，其步距误差不会长久累积。
上面提到的都是在不失步的状况，如何才干避开失步呢?首先我们需要知道造成电机失步的因素：
1、转子加速度慢于步进电机的旋转磁场;
2、转子的平均速度高于定子磁场的平均旋转速度;
3、电机负载惯性较大;
4、步进电机产生共振。
转子加速度慢于步进电机的旋转磁场即转子速度低于换相速度时，电机会产生失步，这是由于输入电机的电能不足，产生的力矩无法使转子速度跟上定子磁场的旋转速度，从而引起失步。
转子平均速度高于定子磁场平均旋转速度，这是定子通电励磁的时光较长，大于步进所需的时光，转子在步进过程中获得过多的能量，导致电机产生的转矩过大从而引起电机越步。
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如何利用步进电机实现高速稳定运转
如何利用步进电机实现高速稳定运转在现代工业自动化领域中，步进电机因其精确的位置控制和良好的可靠性而得到了广泛应用。
然而，要实现步进电机的高速稳定运转并非易事，需要综合考虑多个因素并采取相应的措施。
首先，选择合适的步进电机是关键的第一步。
在挑选时，需要关注电机的步距角、保持转矩、额定电流等参数。
较小的步距角能够提供更高的分辨率，有助于实现更精确的位置控制；较大的保持转矩则能够保证电机在负载情况下的稳定性；而合理的额定电流则可以确保电机在工作时不过热，延长使用寿命。
电源的稳定性对于步进电机的高速稳定运转至关重要。
不稳定的电源可能导致电机失步、抖动甚至损坏。
因此，应选择质量可靠、输出稳定的电源，并确保其能够提供足够的电流和电压以满足电机的需求。
同时，为了减少电源中的噪声和干扰，可采用滤波电路进行优化。
驱动电路的性能直接影响着步进电机的运行效果。
常见的驱动方式有恒压驱动和恒流驱动。
恒流驱动能够更好地控制电机的电流，减少电机发热和失步的风险，因此在高速运转的应用中更为适用。
此外，选择具有细分功能的驱动电路可以将一个步距角细分成多个微步，从而使电机的运转更加平滑，降低振动和噪声。
控制算法的优化也是实现高速稳定运转的重要环节。
常见的控制算法包括开环控制和闭环控制。
开环控制简单易行，但在高速运转时容易出现失步现象。
闭环控制则通过反馈机制实时监测电机的位置和速度，并对控制信号进行调整，能够有效地提高电机的运行稳定性和精度。
在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的控制算法，或者结合两种算法的优点进行混合控制。
机械负载的特性也会对电机的运行产生影响。
过重的负载会增加电机的负担，导致速度下降和失稳。
因此，在设计系统时，应合理评估负载的大小和特性，并选择合适的传动装置来减轻电机的负担。
例如，采用减速器可以增加扭矩输出，提高电机的带载能力。
散热问题同样不容忽视。
高速运转的步进电机会产生较多的热量，如果不能及时散热，可能会导致电机性能下降甚至损坏。
一种保证步进电机在变速运行中不失步的控制方法
一种保证步进电机在变速运行中不失步的控制方法
崔群
【期刊名称】《机电工程》
【年(卷),期】2000(017)004
【摘要】在单片机控制系统中,提出了通过硬件及软件的失步解决方案,并给出实例.【总页数】3页(P61-63)
【作者】崔群
【作者单位】中国科技开发院芜湖分院,安徽,芜湖,241009
【正文语种】中文
【中图分类】TM383.6
【相关文献】
1.一种保证步进电机在变速运行中不失步的控制方法 [J], 胥开芳;唐明宏
2.一种解决调速器步进电机失步问题的方法 [J], 张国勋;徐娜;熊晓蕾;周鑫
3.一种保证步进电机在变速运行中不失步的控制方法 [J], 郝桂英
4.一种基于PLC控制的步进电机防失步运行策略 [J], 李移伦
5.一种保证步进电机在变速运行中不失步的控制方法 [J], 王敏;王经宇
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一种基于PLC控制的步进电机防失步运行策略
图 ２ 步进电机半闭环控制系统
要达到补步的效果、减少位置误差，编码器的选择 以及位置比较算法的确定， 显得尤为重要。
３．１ 编码器的选择
断以及生产状况的在线监控等功能， 达到了污水处理的所 要求的设计技术指标。改善了城市的人居环境， 完善了城 市功能， 同时使下游河流水质和环境得到极大改善。
５ 结束语
控制系统综合集成了工业控制技术、通信技术与视 频图像监控技术、高速以太网技术以及机电一体化的设 计适应了自动化技术的发展趋势， 实现了污水处理生产工 艺过程的自动化控制， 完成了生产现场设备的自动联锁控 制， 水质参数的检测调节， 数据的通讯处理、故障报警诊
２ 防失步运行对策
步进电机出现失步情况， 一般处于以下几个阶段： 第一， 是电机启动阶段， 因为步进电机提供了一个 技术参数－空载启动频率（即步进电机在空载情况下 能够正常启动的脉冲频率）， 这个阶段的失步问题比较 容易克服， 只要在步进电机控制程序中限制启动脉冲频
收稿日期：２００８－０２－２５
图 １ 步进电机的运行矩频特性 要解决步进电机运行过程中的失步现象， 首先， 就
３．３ PLC的软件控制逻辑
114 | Techniques of Automation & Applications
经验交流
Technical Communications
《自动化技术与应用》２００８ 年第 ２７ 卷第 ９ 期
自动线上的一般伺服机构， 其速度可以得到充分满足。
图 ３ 位置比较算法
众所周知， 步进电机控制精度由步进电机本身的步 距角决定， 理论上讲， 半闭环系统中编码器的检测精度 并不会影响到步进电机的控制精度。但是， 如果编码器 选择不当会引起位置误差增大。
步进电机控制方法
步进电机控制方法步进电机是一种特殊的电机，它通过控制电流的方向和大小来实现精确的位置控制。
在实际应用中，步进电机的控制方法有多种，下面将介绍几种常见的步进电机控制方法。
首先，最常见的步进电机控制方法是单相激励控制。
这种方法通过交替改变单相绕组的电流方向，来驱动步进电机旋转。
单相激励控制简单、成本低廉，适用于一些对精度要求不高的场合。
但是，由于只有单相绕组工作，所以步进电机的扭矩较小，不适用于一些需要承受大负载的场合。
其次，双相激励控制是另一种常见的步进电机控制方法。
这种方法通过交替改变两相绕组的电流方向，来驱动步进电机旋转。
双相激励控制相比单相激励控制，可以提供更大的扭矩，适用于一些需要承受大负载的场合。
但是，双相激励控制相对复杂一些，成本也会略高一些。
此外，微步进控制是一种更加精细的步进电机控制方法。
这种方法通过在步进电机每一个步进角度内，对电流进行微小的变化，来实现步进电机的平滑旋转。
微步进控制可以提供更高的分辨率和更平滑的运动，适用于一些对精度要求较高的场合。
但是，微步进控制相对复杂，对控制系统的要求也更高。
最后，闭环控制是一种更加精确的步进电机控制方法。
这种方法通过在步进电机上添加位置传感器，实时监测步进电机的位置，并根据实际位置调节电流，来实现更加精确的位置控制。
闭环控制可以有效地减小步进电机的失步现象，提高控制精度，适用于一些对控制精度要求极高的场合。
但是，闭环控制的成本和复杂度都较高。
综上所述，步进电机的控制方法有单相激励控制、双相激励控制、微步进控制和闭环控制等多种。
在实际应用中，需要根据具体的需求和条件选择合适的控制方法，以实现最佳的控制效果。
同时，随着控制技术的不断发展，步进电机的控制方法也在不断创新和完善，为各种应用场合提供更加灵活、精确的控制方案。
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次 由于中断服务程序中改变的控制 频率是
固定值 ， 因此程序比较简单 ， 各种型号步 对 进 电机 来说 ，改 动 也 很 方 便 。
器出售， 因此不考虑步进电机的时序 问题 ，
可以简单认为 ，步进电机的转速仅与控 制 脉冲的频率有关 ， 改变 了脉冲频率 ， 就改变 了步进 电机 的转速 ，步进 电机控制 电路 的 方 框 图 ， 图２ 。主要 由 ８ ５ 单 片机 、 如 示 ０ｌ 脉
需 要 占 用 Ｃ Ｕ 过 多 时 间 ；定 Ｐ 时 改 变控 制 数 据 的 方 法 是 ， 将
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方式 ，在 变速运行 时 ，启动 定时 中断 ，即每隔 一 中断时 间将 自动执行相应的中断服务 程 序 ，根 据不 同型号 的步进
步进电机的运行一般要经过升频 、恒 速、 降频等过程 ， 设一个步进电机的控制过 程如 图１ 所示 ， 从图 １ 可以看出， ２ Ｌ 段为恒 速运行 ， １段为升频 ， ３ Ｌ Ｌ 段为降频 ， 照 按 “ 失步”的定义 ， 如果在 Ｌ 及 Ｌ 段 １ ３
变速运行 中，Ｃ Ｕ 只要定时 Ｐ 改变控制数据、 改变脉冲发生 器输出脉冲的频率 ， 也同样不
电机 改 变控 制 频 率的 变 化 ，
图３
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图１
７７
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中国科技信息 ２０ 年第 １ 期 ０７ ３
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２软件实现方法 ．
控制软件流程图 ，如 图 ３ 。在主程 示 序 中，首先要将 ＴＩ 为定时中断 ， 设 并判 定 是 否需要改变步进 电机转速 ，如果 不需要 Ｃ Ｕ可以执行其它程序 ，也 可返 回；如果 Ｐ 需要 ， 则首先输 入转速需达到的预期值 ， 并 启动 ＴＩ 定时 中断 ，在中断服务程序 中，首 先是保护现场 ，然后将 目前步进 电机运行 的 频 率 增 加 或 减 少 一 固 定 值 ，并 与 预 期 值 进行比较 如果没有到预期值 ， 则将增加或
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图２
机 可以看出在恒速运行中 ， 由于控制数据 是定值 ， 并一次输 入即可 ， 不
需 要改 变控 制 数 据 ，因 此 ， 基 本 上 不 占 用 ８ ５ 时 间 ，在 ０１
１ 基本原理 ．
各种 型号步进 电机频率响应不同 ，因此需 选择不同的控制频率 ， 为方便起 见， 一般选 择控制频率为均匀的变化 ，既变化值是一 步进 电机是工业过程控制及仪表 中主 要执行元 件之一 。其特 点是 ：快速 启停能 力强 ，精 度高 ，转 速容 易控 制 ；但 步进 电机在实 际变速过程 中，有时会 发生停转 现象 。其原 因主要是 由于其本身的响应速 恒定值 ，相应步进电机也是均匀上升或下 降 ，基 于 目前 市 场 有 成 品 的 环 形脉 冲 分 配
减 少 后 的 数 据 做 为 当前 值 保 存 并 输 出 给 脉 期值
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的响应频率变化 ， 步进 电机就会失步 ， 失步 会导 致步进电机停 转 ，经常会影 响系统的 正常工作 ，因此 ， 在步进电机变速运行中 ，
正 确 地 选 择 控 制 频 率 是 十 分 重 要 的 ， 由于
失 步的 方 案 ， 并列 举 出 了具 体 的 实 例 。
单 片 机 ； 步进 电 机 ； 失 步
本 文介绍 了一种保 证 步进 电机 在 变速 运行 中 不 失步的控 制方 法 ，利 用单 片机在 该 系统 中 进 行 智 能 控 制 ， 给 出 了通 过 硬 件 及 软 件 解 决
只要控制频率的变化小于步进 电机 的响应 频率变化 ，步进电机的转速就 跟随控制频 率变化 ， 而不产生失步 ， 每改变一次控制频 率 ，中断服务程序将 自动与预期值进行 比 较， 如果没有到预期值 ， 则保存已改变的 当 前 脉 冲 数 据 ， 果 到 了预期 值 ， 如 则关 断 定 时 中断 ， 当前数据变为预期值；可以看出 ， 将 采 用这种方法的优点是基本不占用Ｃ Ｕ时 Ｐ 间，Ｃ Ｕ大部分时间可以做其它工作，其 Ｐ
电机 的变 速运 行 。
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加一个数控脉冲发生 器，８ ５ 单片机 只要 ０ ｌ
给 出控 制 数 据 ，脉 冲 发 生 器 就 会 自动 产 生 组 相 应 频 率 的 脉 冲 ，该 脉 冲 经 过 环 形 分 配器后 ， 再经过驱动电路 ， 直接驱动步进电
77上升及下降的控制频率变化大于步进电机的响应频率变化步进电机就会失步失步会导致步进电机停转经常会影响系统的正常工作因此在步进电机变速运行中正确地选择控制频率是十分重要的由于各种型号步进电机频率响应不同因此需选择不同的控制频率为方便起见一般选择控制频率为均匀的变化既变化值是一恒定值相应步进电机也是均匀上升或下降基于目前市场有成品的环形脉冲分配器出售因此不考虑步进电机的时序问题可以简单认为步进电机的转速仅与控制脉冲的频率有关改变了脉冲频率就改变了步进电机的转速步进电机控制电路的方框图如图2示
冲 发生 器 、 冲 分 配 器 及驱 动 电路 组 成 ， 脉 增
度 跟不 上控 制速 度 ， 即通常 所说 的 “ 失 步” ；在 单片机控制 系统 中，解决 失步的
方法很多 ，但大部分方法 占用 了单片机较 多时 间，且软件也比较复杂。本文提出的 控制方法 可以大幅 度减少单 片机的时 间 ， 软件也较为简单 ，可广泛 应用于各种步 进
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在变速运 行 中不失 步的控 制方法
王 敏 西安 职 业技 术 学院 工 业 分 院机 电 系 ７ ０ ３ １０ ２ 王 经 宇 西安 秦 华 天 然 气有 限公 司 ７０ ７ １０ ５
上升及下降的控制 频率 变化 大干步进 电机