基于dsp的步进电机升降频控制.pdf

第6期(总第145期) 机械工程与自动化 No．6 ，2007年12月 MECHANICALENGINEERINGAUTOMATl0N Dec． 文章编号：1672—6413(2007)06一0103·02 基于DSP的步进电机升降频控制 唐春蓬，王伯铭，张丽 (西南交通大学机械工程学院，四川 成都 610031) 摘要：步进电机在启动和停止时容易发生失步和过冲的现象，为提高步迸电机系统的定位精度，提出了一种按 指数型加减速曲线控制步迸电机升降频的方法。取得了较好的实际效果． 关键词；步进电机，开降频’DSP}指数曲线 中图分类号：TM32 文献标识码：A ． O引言 此选用指数曲线作为实际应用中的加减速曲线。 步进电机具有快速启停能力强、精度高、转速及 2加减速过程的离散化处理 走行距离容易控制的特点。在办公自动化(OA)、工厂 自动化(FA)以及计算机外部设备和科研设备中得到 了广泛的应用。但在实际应用过程中，由于控制不当 以最大启动频率100Hz启动，随后在定时器2的周期 容易发生启动时振动失步及停止时过冲的现象，导致 中断服务程序中改变T1PR的值来控制步进电机的运 定位精度受到影响，在处于负载较大且频繁启停的工 行频率按加减速曲线变化，而改变T1PR的设定值的 况时这种现象更加明显。本文针对实验中所使用电机 时闻则由定时器2通过查询存储器中的加减速定时常 的启停控制进行了研究，提出了一种基于 数表得到。加减速定时常数表可通过对加减速曲线的 TMS320LF2407A型DSP的步进电机加减速离散控 离散化得到。 制方法，取得了良好的实际效果，提高了步进电机的 在加速过程中系统满足旋转物体动力学微分方程： 定位精度，满足了实验的要求。 丁一t，嚣+乃。 1电机加减速曲线设计 目前国内外步进电机加减速控制方法主要包括以 式中：丁——电磁转矩I 下三种：①直线型加减速曲线：这种控制方法计算简 丁厂一摩擦力矩； 单，实现起来比较容易，但加减速过程不能光滑过渡， J——负载转动惯量； 影响电机的运行质量和机械系统的寿命，主要用于系 伊——电机转角； 统速度较慢、负载较小的情况；②指数型加减速曲线： f——时间。 这种方法符合电机固有的机电特性，升降速过程快而 系统按指数曲线加减速时，在不失步的条件下，驱 平稳，适用于控制系统处理速度较快且对升降速过程 动脉冲的频率厂与升降速时间f的关系如下： 要求较高的场合；⑧s型加减速衄线：S型曲线可以分 厂(f)=C(1一e1，f)． 段为指数曲线，因此又称为双段指数曲线，这种方法 其中；C为电机最高运行频率；r是决定升降速快慢的 具有加加速、加速、减加速、匀速、加减速、减速、减 时间常数，可以由升降速过程的时间来确定。实验所 减速等七个运动阶段，实际应用较复杂，计算量较大， 用电机最高启动频率为100Hz，最高运行频率为 主要适用于对加减速平稳性要求较高的场合。由于我 1 们在实验中主要要求定位精度高，防止过冲和失步。且 o．5s，则可求得：r—o．2171。在得到f值后我们就可 TMS320LF2407A型芯片的主频可以达到40MHz，因以利用上式进一步求得按特定频率级差离散后的各点 收稿日期l2007—03一15I修回日期I2007一06一z3 作者简介t唐春蓬(1976一)