步进电机加速减速方法

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步进电机梯形加减速算法

步进电机梯形加减速算法
步进电机梯形加减速算法，是指在步进电机控制中，通过梯形加减速算法实现步进电机从静止到达目标位置，并且达到平稳加速和减速的目的。

具体的算法步骤如下：
1. 设置加速度值、减速度值、最大速度值以及目标位置。

2. 初始化步进电机的速度为0。

3. 计算步进电机加速度的时间常数，即在单位时间内速度增加的大小。

4. 根据加速度时间常数计算加速步数，即从0速度加速到最大速度所需要的步数。

5. 根据加速步数和加速度值计算出加速段每一步的速度值。

6. 将电机速度从0开始逐步增加，直至达到最大速度。

7. 当电机速度达到最大速度后，继续保持最大速度运动到距离目标位置一定的距离。

8. 计算减速度的时间常数，即在单位时间内速度减小的大小。

9. 根据减速度时间常数计算减速步数，即从最大速度减速到0速度所需要的步数。

10. 根据减速步数和减速度值计算出减速段每一步的速度值。

11. 逐步减小电机速度，直至达到0速度。

12. 完成以上步骤后，步进电机达到目标位置。

这样通过梯形加减速算法，可以保证步进电机在加速和减速过程中平稳运动，避免了突变或者震动，提高了步进电机的运动精度和稳定性。

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。

带加减速的脉冲指令

带加减速的脉冲指令
脉冲指令通常用于控制步进电机或者其他需要精确控制运动的
设备。

在实际应用中，有时候需要对运动进行加减速控制，以确保
运动过程平稳，减少冲击和振动。

一般来说，加减速的脉冲指令可
以通过以下几种方式实现：
1. 加减速参数设置，在控制脉冲的过程中，可以通过设定加减
速的参数来实现加减速功能。

比如，在控制步进电机时，可以设置
加速度和减速度参数，控制脉冲的频率逐渐增加或减小，从而实现
平稳加减速的效果。

2. S型曲线加减速，S型曲线加减速是一种常见的加减速控制
方式，通过对脉冲频率进行曲线调整，使得运动过程符合S型曲线，实现平稳加减速。

这种方式通常需要通过控制器或者编程来实现。

3. PID控制，PID控制是一种闭环控制方式，可以根据实际运
动情况对脉冲频率进行实时调整，以实现平稳的加减速效果。

PID
控制需要根据具体的运动系统和控制要求进行参数调整和优化。

4. 脉冲信号滤波，在实际控制中，可以通过对脉冲信号进行滤
波处理，去除噪声和干扰，从而实现平稳的加减速控制效果。

总的来说，加减速的脉冲指令可以通过参数设置、曲线控制、PID控制和信号滤波等多种方式实现。

在实际应用中，需要根据具体的控制要求和系统特点选择合适的加减速控制方式，并进行参数调整和优化，以实现平稳精确的运动控制。

步进电机加减速资料

2 升降频方法及其实现2．1 升降频方法当步进电机的运行频率低于它本身的起动频率时，步进电机可以用运行频率直接起动，并以该频率连续运行，需要停止的时候，可以从运行频率直接降到零速。

此时，电机运行于恒速状态，无需升降频控制。

当步进电机的运行频率fb>fa (fa为步进电机有载起动时的起动频率)时，若直接用fb起动，由于频率太高，步进电机会丢步，甚至产生堵转。

同样，在fb频率下突然停止，步进电机会超程。

因此，当要求步进电机在运行频率．fb下正常工作时，就需要采用升降频控制，以使步进电机从启动频率fa开始，逐渐加速升到运行频率fb，然后进入匀速运行，最后的降频可以看作是升频的逆过程。

步进电机常用的升降频控制方法有3种：(1)直线升降频。

如图1所示。

这种方法是以恒定的加速度进行升降，平稳性好，适用于速度变化较大的快速定位方式。

加速时间虽然长，但软件实现比较简单。

图1 直线升降频(2)指数曲线升降频。

如图2所示，这种方法是从步进电机的矩频特性出发，根据转矩随频率的变化规律推导出来的。

它符合步进电机加减速过程的运动规律，能充分利用步进电机的有效转矩，快速响应性能较好，升降时间短。

指数升降控制具有较强的跟踪能力，但当速度变化较大时平衡性较差，一般适用于跟踪响应要求较高的切削加工中。

图2 指数曲线升降频(3)抛物线升降频。

如图3所示，抛物线升降频将直线升降频和指数曲线升降频融为一体，充分利用步进电机低速时的有效转矩，使升降速的时间大大缩短，同时又具有较强的跟踪能力，这是一种比较好的方法。

图3 抛物线升降频2．2 软件实现步进电机在升降频过程中，脉冲序列的产生，即两个脉冲时间间隔的软件确定，有2种方法：(1)递增／递减一定值。

如线性升降频，两脉冲频率的差值Δf= |f i-f i-1|是相等的，其对应的时间增量Δf也是相等。

时间的计算若采用软件延时的方法，可先设置一个基本的延时单元Te，不同频率的脉冲序列可由Te的不同倍数产生。

stm32控制步进电机加减速

stm32控制步进电机加减速实习公司项⽬需要控制步进电机，电机⽅⾯主要包括控制运动、加减速、限位。

下⾯介绍⼀下在电机控制⽅⾯的⼼得，由于对于电机的控制不需要很精确，并且⾃⾝能⼒有限，相⽐于⼤⽜有很⼤的差距。

1.需要实现的功能主要是控制滑块的运动，开始运动时需要加速，当稳定在最⾼速度时匀速运动，检测到下端限位信号时，开始减速直到停⽌，然后进⾏反向加速，匀速，检测到上端限位时停⽌运动。

加速——匀速——减速——停⽌——反向——加速——匀速——停⽌2.硬件部分本次电机为两相四线步进电机，两相：电机有两个线圈（绕组），四线：电机有四根线，⼀般是A+ A- B+ B-。

有些电机不会标注出线的极性，其实可以⽤万⽤表测，短接的就是同⼀个绕组，或者短接之后电机转动很费⼒，也代表是同⼀个绕组。

驱动电机的运动需要较⼤的电流，这取决于电机本⾝和负载，所以通常需要驱动芯⽚。

⽽且驱动芯⽚可以实现许多附加的功能，包括细分、休眠、保护等。

本次采⽤的是DRV8825驱动芯⽚模块。

模块的介绍图如图所⽰：引脚介绍： 1.ENABLE/：使能引脚，⾼电平停⽌⼯作，低电平正常⼯作； 2.M0-M2：代表细分，最⼤可以达到32细分，这部分可以参考datasheet； 3.RESET/ 、SLEEP/：低电平会休眠和复位，因此电机正常⼯作时，两个引脚接⾼电平； 4.STEP：最重要的引脚，通过单⽚机给这个引脚PWM信号，控制电机运动； 5.DIR：0和1控制电机⽅向； 6.VMOT：供电引脚，⼀般⽤12-20V就可以了； 7.B2-A1：接电机四根线； 8.FAULT/：接⾼电平⼯作；光电限位光电限位采⽤的反射型，型号为sy1200，感应距离为1-4mm，当没有遮挡时，输出低电平；有遮挡时，代表有光反射回来，输出⾼电平；测试过程中，发现最好采⽤⽩⾊的平⾯反射，效果更好。

3.软件部分软件主要就是通过stm32输出PWM脉冲，脉冲的频率决定了电机的速度。

减速步进电机工作原理

减速步进电机工作原理
减速步进电机工作原理是通过减速装置和步进电机组成的。

减速装置通常由齿轮、皮带或其他机械传动装置组成，用于降低步进电机的转速和增加输出的扭矩。

步进电机是一种电动机，可以按照预定的步长顺序运转。

它通过电流的切换来驱动旋转，而不是通过连续的电流，这使得它可以在没有传感器的情况下确定自身位置。

减速步进电机的工作原理如下：
1. 电流控制：步进电机通过交替输入电流来驱动转动。

电流通过绕组产生磁场，当电流切换时，磁场的方向也会切换。

2. 磁力作用：当电流通过绕组时，磁场会与永磁体或其他磁体相互作用。

这个相互作用会产生力矩，使得电机转动。

3. 步进运动：当电流切换时，电机会按照预定的步长顺序旋转。

每当电流切换时，电机会向前一步，直到达到预定的位置。

4. 减速装置：为了降低步进电机的转速和增加输出的扭矩，通常会在步进电机和负载之间添加减速装置。

减速装置可以通过齿轮的传动来实现，降低输入的转速并增加输出的扭矩。

通过上述原理，减速步进电机可以实现精确的位置控制和转速调节，适用于需要精确位置和速度控制的应用，如打印机、数控机床、机器人等。

步进电机加减速控制

1 加减速控制算法1．1 加减速曲线本设计按照步进电机的动力学方程和矩频特性曲线推导出按指数曲线变化的升降速脉冲序列的分布规律，因为矩频特性是描述每一频率下的最大输出转矩，即在该频率下作为负载加给步进电机的最大转矩。

因此把矩频特性作为加速范围下可以达到(但不能超过)的最大输出转矩来拟订升降速脉冲序列的分布规律，就接近于最大转矩控制的最佳升降速规律。

这样能够使得频率增高时，保证输出最大的力矩，即能够对最大的力矩进行跟随，能充分的发挥步进电机的工作性能，使系统具有良好的动态特性。

由步进电机的动力学方程和矩频特性曲线，在忽略阻尼转矩的情况下，可推导出如下方程：式中，为转子转动惯量，K为假定输出转矩按直线变化时的斜率，τ为决定升速快慢的时间常数，在实际工作中由实验来确定。

fm为负载转矩下步进电机的最高连续运行频率，步进电机必须在低于该频率下运行才能保证不失步。

(1)式为步进电机的升速特性，由此方程可绘制出电机升速曲线。

(1)式表明驱动脉冲的频率f应随时间t作指数规律上升，这样就可以在较短的时间内使步进电机的转速上升至要求的运行速度。

鉴于大多数的步进电机的矩频特性都近似线性递减的，所以上述的控制规律为最佳。

1．2 加减速离散处理在本系统中，FPGA使用分频器的方式来控制步进电机的速度，升降速控制实际上是不断改变分频器初载值的大小。

指数曲线由于无法通过程序编制来实现，可以用阶梯曲线来逼近升速曲线，不一定每步都计算装载值。

如图l所示，纵坐标为频率，单位是步/秒，其实反映了转速的高低。

横坐标为时间，各段时间内走过的步数用N来表示，步数其实反映了行程。

图中标出理想升速曲线和实际升速曲线。

步进电机的升速过程可按以下步骤进行处理。

(1)若实际运行速度为fg，从(3．4)式中可算出升速时间为：(2)将升速段均匀地离散为n段即为阶梯升速的分档数，上升时间为tr，则每档速度保持时间为：程序执行过程中，对每档速度都要计算在这档速度应走的步数，然后以递减方式检查，即每走一步，每档步数减1。

如何控制步进电机速度(即如何计算脉冲频率)

如何控制步进电机速度（即如何计算脉冲频率）步进电机是一种常用的控制器件，它通过接收脉冲信号来进行精确的位置控制。

控制步进电机的速度就是控制脉冲的频率，也就是发送给电机的脉冲数目和时间的关系。

下面将介绍几种常见的方法来控制步进电机的速度。

1.简单定频控制方法：这种方法通过固定每秒脉冲数（也称为频率）来控制步进电机的速度。

通常，在开发步进电机控制系统时，我们会选择一个合适的频率，然后通过改变脉冲的间隔时间来调整步进电机的速度。

脉冲频率可以通过以下公式计算：频率=目标速度（转/秒）×每转需要的脉冲数。

2.脉冲宽度调制（PWM）控制方法：使用PWM调制技术可以在不改变脉冲频率的情况下改变脉冲的时间宽度，从而控制步进电机的速度。

通过改变每个脉冲的高电平时间和低电平时间的比例，可以实现步进电机的速度控制。

较长的高电平时间会导致步进电机转动较快，而较短的高电平时间会导致步进电机转动较慢。

3.脉冲加速与减速控制方法：步进电机的加速和减速是通过改变脉冲信号的频率和间隔时间来实现的。

在加速时，脉冲的频率逐渐增加，间隔时间逐渐减小，从而使步进电机从静止状态加速到目标速度。

在减速时，脉冲的频率逐渐减小，间隔时间逐渐增加，从而使步进电机从目标速度减速到静止状态。

在实际应用中，可以通过编程控制脉冲信号的频率来控制步进电机的速度。

根据不同的需求，可以选择适合的控制方法来实现步进电机的精准控制。

除了控制脉冲频率，步进电机的速度还受到其他因素的影响，如驱动器的最大输出速度、电机的最大速度等。

因此，在进行步进电机速度控制时，还需要考虑这些因素，并做好相应的调整以确保步进电机的正常运行。

步进电机梯形加减速实验实验原理

步进电机梯形加减速实验实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的电动机。

它以其精度高、定位准确和响应速度快等特点，在自动化控制系统中得到了广泛应用。

其中，步进电机梯形加减速实验是一种用于研究步进电机运动特性的实验方法。

步进电机梯形加减速实验的原理是通过调节电脉冲信号的频率和相序来控制步进电机的运动，实现不同速度下的加减速运动。

具体步骤如下：1.实验仪器准备：实验所需仪器包括步进电机、电流驱动器、控制器和计时仪等。

其中，电流驱动器用于提供电流给步进电机，控制器用于控制电流驱动器的工作状态，计时仪则用于测量步进电机的运动时间。

2.实验电路搭建：将电脉冲发生器的输出连接到控制器的输入口，控制器的输出口连接到电流驱动器的控制端口，电流驱动器的输出端口连接到步进电机的相线上。

同时，将电流驱动器的电源和步进电机的电源连接，确保实验电路可正常工作。

3.实验参数设置：根据实验要求，设置控制器的电流值、步进角度和加速度等参数。

其中，电流值决定步进电机的扭矩大小，步进角度决定电机每次接收到电脉冲后转动的角度，加速度则影响电机的加减速过程。

4.实验步骤控制：通过控制器调节电脉冲信号的频率和相序，可以实现对步进电机的控制。

通过改变电脉冲的频率和相序，可以控制步进电机的转动速度和运动方式。

在加减速实验中，可以通过逐步增加电脉冲的频率和相序，来实现步进电机的加速过程；通过逐步减小电脉冲的频率和相序，则可以实现步进电机的减速过程。

5.运动时间测量：通过将计时仪连接到步进电机上，可以测量电机在不同速度下的运动时间。

通过测量多次，可以得到步进电机的平均运动时间，并计算出电机的平均速度。

步进电机梯形加减速实验原理简单来说就是通过调节电脉冲信号的频率和相序来控制步进电机的转动速度和运动方式，从而实现不同速度下的加减速运动。

在实验中通过设置电流值、步进角度和加速度等参数，可以控制步进电机的性能。

通过测量电机的运动时间，可以得到步进电机的平均速度，并探究步进电机的运动特性。

看不懂正点原子步进电机梯形加减速文档

一、概述近年来，随着工业自动化的发展，步进电机作为一种新型驱动器在生产线上得到了广泛应用。

而在步进电机中，正点原子公司的原子步进电机以其稳定性和高效性备受青睐。

然而，对于初学者来说，梯形加减速是一个相对复杂的概念，很多人在使用原子步进电机时会遇到看不懂的问题。

本文将通过对正点原子步进电机梯形加减速文档的解读，帮助读者更好地理解梯形加减速的原理和应用。

二、梯形加减速的概念1. 梯形加减速是指在步进电机运动过程中，根据设定的加速度和速度限制，以一定的步进方式进行加速和减速。

通过合理设置梯形加减速参数，可以使步进电机在运动过程中更加平稳稳定，提高其运行效率和精度。

2. 在正点原子步进电机中，梯形加减速是通过在代码中设置加速度和速度限制来实现的。

用户可以根据实际需要，自行调整这些参数以达到最佳的运动效果。

三、梯形加减速文档的解读1. 了解步进电机的基本参数：在梯形加减速文档中，首先需要了解步进电机的基本参数，包括步距角、细分数、电流等。

这些参数将直接影响到梯形加减速的设置，因此需要在使用前对步进电机的基本参数有一个清楚的了解。

2. 设置加速度和速度限制：在正点原子步进电机的梯形加减速文档中，会详细介绍如何设置加速度和速度限制。

用户可以根据实际需要，灵活地调整这些参数，以满足不同的运动需求。

3. 理解梯形加减速的工作原理：梯形加减速是通过不断改变步进电机的速度和加速度来实现的。

在文档中，会对梯形加减速的工作原理进行详细的解释，帮助用户更好地理解其运作机制。

4. 实际案例分析：为了帮助用户更好地理解梯形加减速的应用，文档中通常会提供一些实际的案例分析，展示不同参数设置下步进电机的运动效果，这对于初学者来说非常有帮助。

四、梯形加减速的应用场景1. 制造业自动化：在制造业中，步进电机通常被应用于自动化生产线上，用于控制各种机械设备的运动。

梯形加减速可以有效地提高生产效率和产品质量。

2. 3D打印：在3D打印领域，步进电机也扮演着重要的角色。

几种步进电机加减速方法的对比研究及其应用

长。
以往的文献主要针对个别加减速方法进行了分析，本研究拟通过详细对比分析几种主要的步进电机加减速控制方法，给出了具体的数学描述和指出了并各种方法适合的应用场合，研究电机加减速控制方为
种情况，直线加减速法的３种速度曲线如图１所示。其数学方程式为：
（）＝Ｖｔ＋ａｔ速度。（）１
式中：（）一进给速度，一加减速起始速度，Ｖｔａ一加
本研究设为指令代码给定的进给速度，则当ｖ
ａｃｌｒｔｎａｄｄｃｌｒｔｎｍｅｈｄａｅｔｅｒｏｎａｖｎａｅ，ａｄｔｅａｅｓｌｃｅｃｏｄｎｏｄｆｒｎｃａｉｎｃｅｅａｉｎｅｅｅａｉｔｏｓｈｖｈｉｗｄａｔｇｓｎｈｙｃｎｂｅｅｔｄａｃｒｉｇｔｉｅｅｔｏｃｓｏ．ｏｏｆ
２ｏｌｅｏｆａｉｎｉｅｒｇＱｚｏｏｅｅｏｅｈｏｏｙＱｚｏ２００，ｈｎ）．ＣｌｇｆｎｏｔｎＥｇｅｎ，ｕｈｕＣｌｇｆｃｎｌ，ｕｈｕ３４０ＣｉａｅＩｒｏｍｎｉｌＴｇ
ＡｂｔａｔＡｍｉｔｈｒｖｕｔｒｕｅｆｕｉｇｎｉｄｖｕｌｅｈｄｏｃｌａｏｎｅｅｅａｏ，ｅｅａｍｊｒｃｅｅｔｎａｄｄ— ｓｃ：ｉｎａｔｅｐｅｉｓｉａｒｃｓｉｄａｍｔｏｆｃｅｒｔｎａｄｄｃｌｔｎｓｖｒａｃｌｒｉｎｅｒｇｏｌｅｔｏｎｏｎｉａｅｉｒｉｌｏａａｏ

自己做的四相八拍步进电机调速

1 引言在工业控制系统里步进电动机是主要的控制元件之一。

步进电机具有快速启动停止，精确定位和能够使用数字信号进行控制，能够实现脉冲-角度转换的特点，因此得到广泛的应用。

在使用步进电机的控制系统里，脉冲分配器产生周期的控制脉冲序列，步进电机驱动器每接收一个脉冲就控制步进电机沿给定方向步进一步。

本实验旨在通过控制AT89S52芯片，实现对四相步进电机的转动控制。

具体功能主要是控制电机正转、反转、加速与减速。

具体工作过程是：给试验箱上电后，拨动启动开关，步进电机按照预先设置的转速和转动方式转动。

调整正反转按钮，步进电机实现正反转切换；拨动加速开关，步进电机转速加快，速度达到最大值，不再加速；拨动减速开关时，电机减速转动，速度减到最小速度，停止减速。

2 四相步进机2.I 步进电机步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

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，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

2.2 步进电机的控制1.换相顺序控制：通电换相这一过程称为脉冲分配。

例如：混合式步进电机的工作方式，其各相通电顺序为A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断。

2.控制步进电机的转向控制：如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。

3.控制步进电机的速度控制：如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。

两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。

2.3 步进电机的工作过程图2.1步进电机设计图开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。

当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。

步进电机加减速控制方法

步进电机加减速控制方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1步进电机加减速控制方法时间:2011-08-03 来源:未知编辑:电气自动化技术网点击: 1039次字体设置: 大中小［摘要］：步进电机只能够由数字信号控制运行的，当脉冲提供给驱动器时，在过于短的时间里，控制系统发出的脉冲数太多，也就是脉冲频率过高，将导致步进电机堵转。

要解决这个问题，必须采用加减速的办法。

就是说，在步进电机起步时，要给逐渐升高的脉冲频率，减速时的脉冲频率需要逐渐减低。

这就是我们常说的“加减速”方法。

［关键词］：步进电机数字信号驱动器步进电机只能够由数字信号控制运行的，当脉冲提供给驱动器时，在过于短的时间里，控制系统发出的脉冲数太多，也就是脉冲频率过高，将导致步进电机堵转。

要解决这个问题，必须采用加减速的办法。

就是说，在步进电机起步时，要给逐渐升高的脉冲频率，减速时的脉冲频率需要逐渐减低。

这就是我们常说的“加减速”方法。

步进电机转速度，是根据输入的脉冲信号的变化来改变的。

从理论上讲，给驱动器一个脉冲，步进电机就旋转一个步距角（细分时为一个细分步距角）。

实际上，如果脉冲信号变化太快，步进电机由于内部的反向电动势的阻尼作用，转子与定子之间的磁反应将跟随不上电信号的变化，将导致堵转和丢步。

所以步进电机在高速启动时，需要采用脉冲频率升速的方法，在停止时也要有降速过程，以保证实现步进电机精密定位控制。

加速和减速的原理是一样的。

下面就加速实例加以说明：加速过程，是由基础频率（低于步进电机的直接起动最高频率）与跳变频率（逐渐加快的频率）组成加速曲线（降速过程反之）。

跳变频率是指步进电机在基础频率上逐渐提高的频率，此频率不能太大，否则会产生堵转和丢步。

加减速曲线一般为指数曲线或经过修调的指数曲线，当然也可采用直线或正弦曲线等。

使用单片机或者PLC，都能够实现加减速控制。

对于不同负载、不同转速，需要选择合适的基础频率与跳变频率，才能够达到最佳控制效果。

步进电机正弦曲线加减速控制算法研究

2021.08科学技术创新步进电机正弦曲线加减速控制算法研究白栋黄伟(四川大学,四川成都610065)1概述步进电机接收数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移是一个可以完成数字模式转化的执行元件,具有无累计误差及运行可靠等优点,在数字控制系统中被广泛应用,而电机运行过程中的加减速控制是关键技术。

徐煜明[1]论述了三种(阶梯、直线和指数型)加减速曲线,缺点是这三种曲线不能充分利用步进电机的加速性能,步进电机在高速时会发生失步,运行过程不够平稳;瞿敏[2]指出S 曲线法中的速度连续平滑,加速度虽然连续变化不产生突变,但平滑性不好,而且过程较复杂;学者叶荫民[3]提出改进正弦S 曲线7段加减速控制算法,计算量大;祁超[4]提出一种精密转台S 曲线轨迹规划及高精度控制方法,为提升精密转台的轨迹运动精度,从轨迹规划和运动控制两个方面对传统控制算法进行了改进,采取了轨迹规划迭代计算,方法非常巧妙,实现了高精度控制,这对步进电机的控制是非常重要的;孙建仁[5]采用正弦函数平方曲线控制方法,利用正弦函数连续可导特性,解决了加减速过程中加速度不连续问题,降低数控系统中的柔性冲击。

因此,本文结合牛顿迭代法,在提高精度和简化算法的基础上提出一种改进正弦曲线加减速算法,着重解决电机运行中曲线出现突变、不够连续平滑、不稳定的问题,阐述算法的实现方法及步进电机的动态调速。

2正弦曲线控制算法的图形描述因为正弦函数具有连续可导特性,加速度与速度都可以用正弦函数表示,加速度和速度曲线得到优化,曲线连续光滑,无突变、无拐点,运行过程平稳。

对加速度积分,获得运行过程速度曲线,生成的速度曲线呈S 形,由加速、匀速、减速3个阶段构成,加速度及速度在各过渡阶段连续变化,电机匀速阶段加速度恒定为0;减速阶段与加速过程相反。

图1为正弦曲线加减速图。

图1中,a 为加速度,v 为速度,t 为时间,初速度为0。

加减速分段过程如下:(1)加速阶段:时间从0至t a ,加速度a 始终位于正半轴,从0增加到最大值2a m ,再减小为0,依照正弦规律变化。

步进电机加减速的S曲线控制

步进电机加减速的S曲线控制为了满足柔性加工的要求，在控制电机运行时要保证电机在加减速时保持输出力矩的连续，文章采用了S曲线的方法来控制步进电机加减速，使电机保证加速度的连续，从而保证输出力矩的连续。

标签：S曲线；加减速控制；步进电机1 概述电机的加减速控制是数控系统的重要组成部分，也是其关键技术之一。

快速准确的定位更是加减速控制的重中之重，要实现这一目标就需要保证电机在不失步的情况下启动和停止，并以最快的速度达到指定位置。

目前常见的加减速曲线有：梯形曲线、S型曲线和指数曲线等。

由步进电机的特性可知，S型曲线控制更适用于实际应用。

2 S型曲线数学模型目前运用最为广泛的仍为7段S型曲线，它把整个过程分为加加速、匀加速、减加速、匀速、加减速、匀减速、减减速这7个过程。

它能够有效的保证加速度与速度的连续，但根据实际不同的路劲长度，可分成多种情况进行考虑，整体的数学模型就相对而言比较复杂，计算量也偏大。

在七段S曲线的基础上，为了简化模型，降低整体系统的计算量，文章提出了五段S曲线，其分为五个阶段：加加速、加减速、匀速、加减速、减减速。

与七段S曲线相比，减少了匀加速和匀减速这两个过程，但其仍可以满足加速度a 和速度v连续。

设Vs为起始速度，Ve为终止速度，V为设定的最高速度，T1～T5为各个阶段的运行时间。

假设在T1，T2，T3，T5时间段内，加速度a的变化率J的值是恒定的。

为了保证运行轨迹在起始位置与减加速末位置的加速度a均为0，应该保证加加速的时间与减加速的时间相同，即T1=T2，同理可得T4=T5，又由于加速度的变化率J恒定，可得T1=T2=T4=T5=Tm，这里的Tm由起始速度Vs、最高速度V和加速度变化率J决定，进一步推导可得初始速度等于终止速度，即Vs=Ve。

利用加速度、速度、位移之间的积分关系可以推导出加速度a、速度v、位移s之间的积分关系可直接列出公式，只要确定了Tm和T3两个变量，就可以任意时刻的加速度、速度和位移，可以构造出完整的S曲线。

步进电机加速-匀速-减速运行程序(C51)

if(K1==0)
{
motor_turn();
}
}
}
rate=0x10;
x=0xf0;
do
{
motor_ffw(); //加速
rate--;
}while(rate!=0x01);
do
{
motor_ffw(); //匀速
x--;
}while(x!=0x01);
do
{
motor_ffw(); //减速
rate++;
}while(rate!=0x10);
}
步进电机加速-匀速-减速运行程序(C51)
作者：gguoqing出处：willar更新时间：2006年08月05日
步进电机模块/shop_view.asp?id=48
ME300系列Leabharlann 片机开发系统＋步进电机模块演示程序
功能：
步进电机以加速方式启动，转速达到程序规定的最快速度后保持一段时间匀速运转，又开始以减速
}
}
/********************************************************
*
*步进电机运行
*
*********************************************************/
void motor_turn()
{
uchar x;
方式运行直到步进电机停止转动。由K1键控制演示程序运行。步进电机模块上D1-D4可以指示工作状态。
/******************************************************************/

步进电机加减速算法设计总结

步进电机加减速算法设计总结一．需求分析步进电机已经广泛地应用于工业自动化行业。

目前常用的步进电机驱动器接受两个光电耦合信号输入，一个为脉冲，另一个为方向。

步进电机驱动器内部不对电机的加减速作任何假设，它根据输入脉冲的频率来控制电机的转速。

在行业应用中，对于执行机构的启动与停止阶段，是有一定要求的。

最基本的，要求速度连续，也就是加速度无跳变。

因为，加速度与执行机构的出力是成正比的，加速度上的跳变，造就了出力的突变，直接影响就是在机构运行过程中产生冲击。

不但在工作过程中有噪音，更大的危害在于缩短了机构的使用寿命。

因此，有必要针对步进电机开发一套合适的加减速算法，来确保电机的速度曲线连续。

二．算法原理本节推到线性速度实现过程中的几个基本关系式。

2.1 步进电机运行基本公式步进电机驱动器接受脉冲信号，转换为步进电机的转角，一个脉冲转过的角度称为步距角。

因此，脉冲的总数决定了一次运动过程中电机的转角，脉冲的频率决定了步进电机的速度。

图1表示脉冲出现的时刻，时间t0，t1，t2之间的间隔分别是基础时钟的整数倍，分别为c0和c1如果定时器的时钟基础频率为ft，那么有如果步进电机的步距角为alpha，那么可以求出瞬时速度为同时，步进电机转过的角度为其中，步距角与步进电机每圈对应的脉冲数有关Spr就是每圈对应的脉冲数，steps per round要实现线性速度，需要速度随着时间均匀变化，根据匀加速计算公式有合并后得到从该公式中可以得出一个重要结论，那就是当速度一定的时候，步进电机加速度与所需的步数成反比。

如果所示因此，对于给定的总步数以及加速度，减速度，加速的步数与减速的步数是确定的2.2 线性加减速切换步数线性加减速的参数包括，最大速度，加速度，减速度，总步数四个。

根据参数间的约束关系，分为两种情况，一种是可以到达最大速度运行，另外一种没到达。

判定的标准是max_s_lim与accel_lim的大小，max_s_lim是达到最大速度所需的步数，accel_lim是根据给定的加速度与减速度，减速开始所需的步数。