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步进电机控制入门 步进电机控制入门-前言 摘自一位网友的话: 以前我总以为步进电机是一种即将被淘汰的玩意，即便是使用细分技术，同样会遇到丢步、振动、发热、响应慢等问题。 偶然的机会做了个闭环驱动的实验，在其后面加装了一个1000线的编码器，步进电机通过编码器获得转子位置变换为矢量驱动 当检测到位置偏差时提供驱动输出，到位后可以用极低的电流维持锁定 初步试验达到了近似交流伺服的的效果，严格的来说在低速定位应用中，比伺服还要好！ 因为步进电机在低速时的力矩更大，而且锁定后不会像伺服电机那样在某个位置微震 闭环驱动之后的步进电机消除了丢步、振动、发热等缺点，还可以成倍的提高转速，响应速度也非常快！ 闭环步进驱动其产品的介绍： 主要特点： 1、高响应 与开环控制步进电机一样，Astep与脉冲命令同步运行，因此能使短行程可在短时间内精确定位。 2、增益调整简单 影响伺服系统使用的效果，不仅与伺服系统本身的性能有很大的关系，而且调整伺服系统的增益也非常关键，但调整增益是一件既繁琐又费时的事。 Astep的调整非常简单，只需要调整一个拨码开关即可。它尤其适合于低刚性传动的应用，如同步带+滑轮等运动结构。 3、停止无波动 Astep的控制电机为步进电机，由于步进电机停止时具有保持转矩特性，因此，当停止时，电机位置保持完全不变且无波动， 对于在停止时要求有不能振动的应用场合是一个非常理想的解决方案，如机器视觉、图像检测等行业。 4、低速低振动 由于驱动器采用了独特先进的电流矢量控制技术，平滑的效果可比得上细分驱动的效果，在低速运行时，振动也是非常小的。 步进电机入门控制讲解 1.步进电机结构-混合式步进电机 2.细分控制原理 3.H桥驱动方法 驱动 L6205为例 4.矢量控制 5.加减速度控制 6.衰减模式 细分控制原理 1.在一步中，二个线圈 给不同的电流 形成的合力的夹角 ，就形成了步进电机转子转动的角度， 来达到细分的目的。 2.如果单纯给脉冲 一个脉冲只能走一步 ，然后停下来，在一个新的平衡位置。 3.不断的给这二个线圈加以 相位90度的正弦波，步进电机就开始转动起来了。（以二相4拍混合式步进电机为例，三相相差120度） 二相四拍 步进电机驱动波形 步进电机控制入门 步进电机控制入门 4相8拍 驱动波形 步进电机控制入门 步进电机控制入门 1.L6205+L6506 才能恒流驱动 或是采用恒流功能的DRV8841 (电流略小一点) 2.恒流驱动的好处 就是慢速的时候基本不受电机电感的影响，使得微步距比较均匀。 3.当然为了降低成本 直接采用H桥也是可行的。 4.下面就以L6205为例 SPWM控制 5.右图 正弦波 就代表 PWM占空比的多少 6.占空比为100 和0%时为最大力矩 50% 电流为0 SIN-SIN =》SIN 原理 高电平减去低电平时导通 的 电流就是此时的电流。 然后将这个占空比依次调整为按正弦变化。 7.L6205已经包含1US死区，如果是其它MOS需要插入死区 以免H桥损坏。 矢量控制 T0 T1 T3 T2 速度 位置 1.当目标位置T2 当前位置T0 减速 并反转，加速 ，匀速 到指定位置 2.当目标位置T1，T3 当前位置T0 加速 匀速 到指定位置 T2` V1 V2 V3 矢量控制 1.V1 V2 最高速度？ 为总行程的 1/3 少 或更少 根需要 还有负载情况 2.V3 什么时候减速？ 加速多少 减速多少。这要根据负载情况 3.关于负载的计算 这里举例 克服摩擦做功的例子 步进电机启动频率 1.步进电机 空载启动频率 一般可以到 1KHZ 2.但是根据带负载的不同 会有所降低 需要实际测试。 3.下面是计算方法 4.为了快速平稳到达目标位置 过低太慢，过高失步。要适中。 加减速度控制 1.用计算机 计算 查表方法 计算快速 2.根据需要采用离散法 对S曲线 拟合。 为方便使用已经整理成上位机软件。 步进电机加速控制 1.步进电机 多数矩频特性 也就是力矩曲线 就指数下降型 2.那么我们加用加速曲线 也应该用指数曲线型 低数加速快，高速加速慢 3.为了获得更好的刹车效果 可以将指数曲线优化 稍微像一个S型 4.带负载启动时 要比启动频率低 ，正常运转又要比最高频率低。 5.如下图 1. 2. 3. H桥驱动 衰减模式 运动控制系统里匹配步进电机和驱动器的5个简单步骤： 1. 选择合适的电机（基于对速度和转矩的要求）。 2. 确认电机技术指标中各相电感之间误差在±5%以内。 3. 选择合适的驱动器。如果可能的话，获得驱动器输出的电流波形图。 4. 确认驱动器上有提高运行平稳性的功能或者选项，如调节