发表于:2008-10-27 18:37:44
1楼
(1)
脉冲定时为: (2)
脉冲频率为: (3)
上式分别显示了脉冲数n与脉冲频率fn和时间tn的关系。令△/f0=δ,即加速阶段相邻两脉冲周期的减量,则上述公式简化为:
(4)
(5)
联立(4)、(5),并简化fn与tn的关系,得出加速阶段的数学模型为:
(6)
其中,是常数,其值与定时器初值及定时器变化量有关,A=-δ, B=(2T1+δ)2,C=8δ。
加速阶段脉冲频率的变化为:
(7)
从(6)、(7)式可以看出,在加速阶段,脉冲频率不断升高,且加速度以二次函数增加。这种加速方法对步进电机运行十分有利,因为启动时,加速度平缓,一旦步进电机具有一定的速度,加速度增加很快。这样一方面使加速度平稳过渡,有利于提高机器的定位精度,另一方面可以缩短加速过程,提高快速性能。
对于减速阶段,按照与上述类似的分析方法,可以得出脉冲频率特性的表达方式为:
(8)
(9)
其中,A=-δ, B=(2T1-δ)2,C=8δ,T1为减速开始时脉冲周期,δ为减速阶段相邻两个脉冲周期的增量。由于T1>>δ,则B=4T12,由(8)、(9)式可以看出,脉冲频率在减速阶段不断下降,且加速度为负,绝对值以二次函数减小。这种减速性能对步进电机同样有利,它使步进电机在减速时能够平稳地停止而没有冲击,提高了机器的定位精度。
综上所述,可以得出本设计的脉冲频率特性(见图3)。
图3 脉冲频率特性
实验及总结
该方法已经成功的应用于本人设计的智能运动控制单元,通过开发Windows环境下的控制软件,利用VC++设计良好的控制接口界面,方便地实现了运动方式、速度、加减速的选择和位置控制,具有一定程度的智能。该控制单元减少了PC机被占用时间,以便于在电机运行的同时去完成别的工作,从而实现了三台步进电机的加减速和速度及位置控制。并且利用了细分驱动电源,提高了步进精度和定位精度。