1.1 步进电机加减速控制原理

1.1 步进电机加减速控制原理

步进电机驱动执行机构从一个位置向另一个位置移动时，要经历升速、恒速和减速过程。当步进电机的运行频率低于其本身起动频率时，可以用运行频率直接起动并以此频率运行，需要停止时，可从运行频率直接降到零速。当步进电机运行频率fb>fa（有载起动时的起动频率）时，若直接用fb频率起动会造成步进电机失步甚至堵转。同样在fb频率下突然停止时，由于惯性作用，步进电机会发生过冲，影响定位精度。如果非常缓慢的升降速，步进电机虽然不会产生失步和过冲现象，但影响了执行机构的工作效率。所以对步进电机加减速要保证在不失步和过冲前提下，用最快的速度（或最短的时间）移动到指定位置。

步进电机常用的升降频控制方法有2种：直线升降频（图1）和指数曲线升降频（图2）。指数曲线法具有较强的跟踪能力，但当速度变化较大时平衡性差。直线法平稳性好，适用于速度变化较大的快速定位方式。以恒定的加速度升降，规律简练，用软件实现比较简单，本文即采用此方法。

1.2 定位方案

要保证系统的定位精度，脉冲当量即步进电机转一个步距角所移动的距离不能太大，而且步进电机的升降速要缓慢，以防止产生失步或过冲现象。但这两个因素合在一起带来了一个突出问题：定位时间太长，影响执行机构的工作效率。因此要获得高的定位速度，同时又要保证定位精度，可以把整个定位过程划分为两个阶段：粗定位阶段和精定位阶段。粗定位阶段，采用较大的脉冲当量，如0.1mm/步或1mm/步，甚至更高。精定位阶段，为了保证定位精度，换用较小的脉冲当量，如0.01mm/步。虽然脉冲当量变小，但由于精定位行程很短（可定为全行程的五十分之一左右），并不会影响到定位速度。为了实现此目的，机械方面可通过采用不同变速机构实现。

工业机床控制在工业自动化控制中占有重要位置，定位钻孔是常用工步。设刀具或工作台欲从A点移至C点，已知AC=200mm，把AC划分为AB与BC 两段，AB=196mm，BC=4mm，AB段为粗定位行程，采用0.1mm/步的脉冲当量依据直线升降频规律快速移动，BC段为精定位行程，采用0.01mm/步的脉冲当量，以B点的低频恒速运动完成精确定位。在粗定位结束进入精定位的同时，PLC自动实现变速机构的更换。

2 定位程序设计

2.1 PLC脉冲输出指令

目前较为先进的PLC不仅具有满足顺序控制要求的基本逻辑指令，而且还提供了丰富的功能指令。Siemens S7-200系列PLC的PLUS指令在Q0.0和Q0.1输出PTO或PWM高速脉冲，最大输出频率为20KHz。脉冲串（PTO）提供方波输出（50%占空比），用户控制周期和脉冲数。脉冲宽度可调制（PWM）酮能提供连续、变占空比输出，用户控制周期和

脉冲宽度。本文采用PTO的多段管线工作方式实现粗定位，PTO的单段管线方式实现精定位，如图3。

图3 步进电机定位过程图

上述例子中，假定电机的起动和结束频率是2KHz，最大脉冲频率是10KHz。在粗定位过程中，用200个脉冲完成升频加速，400个脉冲完成降频减速。使用PLC的PTO多段管线脉冲输出时，用下面的公式计算升降频过程中的脉冲增量值。

给定段的周期增量=（ECT—ICT）/Q

式中：ECT=该段结束周期时间

ICT=该段初始周期时间

利用这个公式，加速部分（第1段）周期增量为2，减速部分（第3段）周期增量为1。因第2段是恒速部分，故周期增量为0。如果PTO的包络表从VB500开始存放，则表1为上例的包络表值。

表1 粗定位的PTO多段管线包络表值

2.2 源程序

//主程序

LD SM0.1 //首次扫描为1

R Q0.0，1 //复位映像寄存器位

CALL 0 //调用子程序0，初始化粗定位相关参数

LD M0.0 //粗定位完成

R Q0.0，1

CALL 1 //调用子程序1，初始化精定位相关参数

//子程序0,粗定位

LD SM0.0

MOVB 16#A0，SMB67 //设定控制字：允许PTO操作，选择ms增量，选择多段操作MOVW 500，SMW168 //指定包络表起始地址为V500

MOVB 3，VB500 //设定包络表段数是3

MOVW 500，VW501 //设定第一段初始周期为500ms

MOVW -2，VD503 //设定第一段周期增量为-2ms

MOVD 200，VD505 //设定第一段脉冲个数为200

MOVW 100，VW509 //设定第二段初始周期为100ms

MOVW 0，VD511 //设定第二段周期增量为0ms

MOVD 1360，VD513 //设定第二段脉冲个数为1360

MOVW 100，VW517 //设定第三段初始周期为100ms

MOVW 1，VD519 //设定第三段周期增量为1ms

MOVD 400，VD521 //设定第三段脉冲个数为400

ATCH 2，19 //定义中断程序2处理PTO完成中断

ENI //允许中断

PLS 0 //启动PTO操作

//子程序1，精定位

LD SM0.0 //首次扫描为1

MOVB 16#8D，SMB67 //允许PTO功能，选择ms增量，设定脉冲数和周期

MOVW 500，SMW68 //设定精定位周期为500ms

MOVD 400，SMD72 //设定脉冲个数为400

ATCH 3，19 //定义中断程序3处理PTO完成中断

ENI //允许中断

PLS 0 //启动PTO操作

//中断程序2

LD SM0.0 //一直为1

= M0.0 //启动精定位

//中断程序3

LD SM0.0 //一直为1

= M0.1 //实现其他功能

3 结束语

实践证明，本文提出的应用PLC控制步进电机实现快速精确定位的方法切实可行。在数控机床、物料计量、印刷、送膜包装等用步进电机实现定位控制的领域有一定的实用价值和参考价值。

参考文献

[1] 孙建忠,白凤仙.特种电机及其控制[M] .北京：中国水利水电出版社, 2005：P147-178

[2] 王玉琳,王强.步进电机的速度调节方法.电机与控制应用[J]，2006,33（1）:P53-57

[3] SMATIC S7-200可编程序控制器系统手册P9.35-P9.50，P9.126-P9.134

维科特57行星减速步进电机

步进电机是一种运用广泛的减速设备，主要传动结构有行星齿轮箱(减速器)、步进电机(驱动电机)组装而成，行星减速步进电机通常简称为行星减速电机或者步进电机，带减速功能的。 下面维科特主要给大家介绍57行星减速步进电机的相关信 息.57行星减速步进电机气隙小转矩大，具有较高的抗共振特性，及发热小的优势。 一、标准型57行星减速步进电机 材质：合金钢切削齿轮，滚珠轴承支撑，标配日本信浓步进电机。工作寿命8000小时。径向负载≤400N，轴向负载≤300N。

一级减速(减速比5、10)最大负载25NM，背隙≤15弧分，效率95%; 二级减速(减速比15~100)最大负载45NM，背隙≤25弧分，效率90%。 57行星减速箱和57步进电机法兰尺寸一样，电机力矩不够的情况下，不用改法兰尺寸可以直接改用减速电机。 下面表格中的额定转矩和速度范围只是其中一个速度点的参数，在减速箱的最大负载的范围内，降低减速电机的工作转速，可以达到更大的工作力矩。驱动电压增加或者降低会相应增加或者降低对应工作速度下的力矩。为了达到比较好的噪声效果，建议减速箱的输入转速不超过600rpm。

二、薄型57行星减速步进电机 材质：合金钢切削齿轮，滚珠轴承支撑，标配日本信浓步进电机。工作寿命8000小时。径向负载≤400N，轴向负载≤300N。 一级减速(减速比5、10)最大负载25NM，背隙≤15弧分，效率95%; 二级减速(减速比15~100)最大负载45NM，背隙≤25弧分，效率90%。 薄型57行星减速步进电机除了常用的轴径10的，还可以定制轴径9和轴径12的产品。57行星减速箱和57步进电机法兰尺寸一样，电机力矩不够的情况下，不用改法兰尺寸可以直接改用减速电机。 下面表格中的额定转矩和速度范围只是其中一个速度点的参数，在减速箱的最大负载的范围内，降低减速电机的工作转速，可以达到更大的工作力矩。驱动电压增加或者降低会相应增加或者降低对应工作速度下的力矩。为了达到比较好的噪声效果，建议减速箱的输入转速不超过600rpm。

步进电机控制速度的方法

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。以加速实例加以说明：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。 步电机系统解决方案

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。指数曲线，在软件编程中，先算好时间常数存贮在计算机存贮器内，工作时指向选取。通常，完成步进电机的加减速时间为300ms以上。如果使用过于短的加减速时间，对绝大多数步进电机来说，就会难以实现步进电机的高速旋转。 深圳市维科特机电有限公司成立于2005年，是步进电机产品的销售、系统集成和应用方案提供商。我们和全球产品性价比高的生产厂家合作，结合本公司专家团队多年的客户服务经验，给客户提供有市场竞争力的步进电机系统解决方案。我们的主要产品有信浓(SHINANO KENSHI)混合式步进电机、日本脉冲(NPM)永磁式步进电机、减速步进电机、带刹车步进电机、直线步进电机、空心轴步进电机、防水步进电机以及步进驱动器、减振垫、制振环、电机引线、拖链线、齿轮、同步轮、手轮等专业配套产品。我们还供应德国TRINAMIC驱动芯片和日本NPM运动控制芯片。根据客户配套需要，我们还可以 步电机系统解决方案

数控机床工作原理及组成

数控机床工作原理及组成 1．1．1 数控机床工作原理 数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。具体地说，将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件，这种机床即为数控机床。 1．1．2 数控机床的种类 由于数控系统的强大功能，使数控机床种类繁多．其按用途可分为如下三类。 ①金属切削类数控机床。金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。 ②金属成形类数控机床。金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床和数控压力机等。 ③数控特种加工机床。数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。 1．1．3 数控机床的组成 数控机床一般由输入输出设备、数控装置(CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。图1—1是数控机床的硬件构成。

(1)输入和输出装置 输入和输出装置是机床数控系统和操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备． 输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体 第1页 为磁盘、穿孔纸带。输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。 (2)数控装置(CNC装置) 数控装置是计算机数控系统的核心，是由硬件和软件两部分组成的。它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。这些控制信号中最基本的信号是各坐标轴(即作进给运动的各执行部件)的进给速度、进给方向和位移量指令(送到伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动)，还有主轴的变速、换向和启停信号，选择和交换刀具的刀具指令信号，控制切削液、润滑油启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作和转位的辅助指令信号等。 数控装置主要包括微处理器(CPU)、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其他组成部分联系的接口等。 (3)可编程逻辑控制器(PLC)

步进电动机加减速曲线控制

步进电动机加减速曲线控制 步进电机因其无需反馈就能对位置和速度进行控制而在工业自动化设备中的应用极为广泛，对于速度变化较大的，尤其是加减速频繁的设备，常常发生力矩不足或者失步的现象，而实际上许多案例中步进电机的选型并没有问题，其问题在于负载位置对控制电路没有反馈，步进电机就必须正确响应每次励磁变化，如果励磁频率选择不当，电机不能够移到新的位置，那么实际的负载位置相对控制器所期待的位置出现永久误差，即发生失步现象或过冲现象。因此在速度变化较大的步进电机控制系统中，防止失步和过冲是开环控制系统能否正常运行的关键。 失步和过冲现象分别出现在步进电机启动和停止的时候。一般情况下，系统的极限启动频率比较低，而要求的运行速度往往比较高。如果系统以要求的运行速度直接启动，因为该速度已超过极限启动频率而不能正常启动，轻则可能发生丢步，重则根本不能启动，产生堵转。系统运行起来以后，如果达到终点时立即停止发送脉冲串，令其立即停止，则由于系统惯性作用，电机转子会转过平衡位置，如果负载的惯性很大，会使步进电机转子转到接近终点平衡位置的下一个平衡位置，并在该位置停下。 为了克服失步和过冲现象，应在步进电机启停时进行如图1所示的加减速控制。 从上图可以看出，L2段为恒速运行，L1 段为升频，L3段为降频，按照“失步”的定义，如果在 L1 及 L3 段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，必须进行正确的加减速控制。 以下按不同的控制单元，介绍几种常用的步进电机加减速控制方法。 1、运动控制卡作上位控制单元——以MPC01系列运动卡为例 MPC01系列运动控制卡可以作为PC机运动控制系统的核心控制单元。卡上的专用运动控制芯片可自动进行升降速计算。其运动控制函数库中也有专门进行梯形升降速运动参数设置的函数——set_profile(int ch, double ls, double hs, double accel)。其参数定义如下： ch: 设定的轴号。

基于Proteus的步进电机加减速控制辅助设计方法

表4钎杆改进前后的数据对比 总结点数总单元数 最大应力值（MPa ）最小应力值（MPa ）最大位移值（mm ） 原始模型3346105225027.150.112986改进模型 3654 10940 549 5.910.096754 4.3其他改进方面 除有限元分析的机械性能有改善之外，改进后的模型在轻量化、经济性上也有些许进步。 原始模型耗费材料的体积为（1.0644054×107）mm 3 ，质量为76.5kg ，改进后耗费材料体积为（1.0066225×107）mm 3 ，质量为72.757kg ，分别减 少5.43%和4.89%，此外，由于去除了上缸套、中缸套、下缸套，减少了合金钢原材料的使用并降低了加工成本，而增加体积较多的上缸体 所使用材料是经济性较好的球墨铸铁，可见，在制造成本上改进后的模型也取得了较好的效果。 5结论 在各项技术指标和基本工作原理不变的前提下，对液压破 碎锤零部件进行改进设计，并利用Pro/E 软件建立其机械本体和控制元件的三维模型，利用ANSYS 软件对液压破碎锤主要易损部件—冲击活塞、钎杆进行应力分析。通过对YC70液压破碎锤的建模和分析，改进后的模型在机械性能、经济性、轻量化等方面都取得了满意的结果，达到了改进的目的。 参考文献 ［1］王雪，龚进，邹湘伏.液压冲击器的研究状况和发展趋势［J ］.凿岩机械 气动工具，2006（3）:19-23. ［2］许同乐，夏明堂.液压破碎锤的发展与研究状况［J ］.机械工程师，2005 （6）:20-21.［3］范思源.液压破碎锤计算机仿真与实验研究［D ］：［硕士学位论文］.上海：上海交通大学，2008. ［4］杨国平.全液压独立无级调频调能液压冲击器的研究［D ］：［博士学位 论文］.长沙：中南大学，2001. ［5］谢良喜，陶平.液压破碎锤工作状态下活塞的力学模型与应力分析［J ］.工程机械，2007（38）：44-46. ［6］博弈工作室.ANSYS9.0经典产品基础教程与实例详解［M ］.北京：中国 水利水电出版社，2006.基于Proteus 的步进电机加减速控制辅助设计方法* 张利君张吉堂 （中北大学机械工程与自动化学院，太原030051 ）Aided design methods for accelerating and decelerating control of step motor based on proteus ZHANG Li-jun ，ZHANG Ji-tang （School of Mechanical Engineering &Automatization ，North University of China ，Taiyuan 030051，China ） 文章编号：1001-3997（2011）05-0043-03 【摘要】研究利用Proteus 中的各种微控制器仿真模块实现步进电机加减速控制算法仿真，并且可以 在Proteus 中完成步进电机控制系统的硬件电路设计， 同时再结合软件程序设计进行仿真，最后通过Proteus 中的虚拟仪器记录分析仿真数据，从而实现了为设计步进电机加减速控制系统提供了一条快速、高效且低成本的设计途径。举例采用单片机AT89C52作为微控制器，通过高级仿真图表导出仿真数据，并利用Matlab 处理这些数据得到了预想的加减速曲线，证明方法在步进电机的加减速控制系统设计中可行性。 关键词：Proteus ；步进电机；加减速；仿真 【Abstract 】It studies the algorithm simulation for stepper motor accelerating and decelerating control by applying various micro-controller simulation module in Proteus software.It could complete the hardware cir －cuit design for control system of the step motor ，and simulate the design program with the software in Proteus . Thus ，the simulation data is recorded and analyzed through virtual instruments in Proteus so as to Provide a fast ，efficient and low-cost design approach for stepper motor accelerating and decelerating control system.For example ，it takes the single-chip computer AT89C52as the micro-controller which shall induct the simulation data through the advanced simulation chart ， then the acceleration and deceleration curves expected shall be obtained after processing these data through the Matlab ，which shows us it is feasible to design the control system of the step motor in this method. Key words ：Proteus ；Stepper motor ；Acceleration and deceleration ；Simulation 中图分类号：TH16 文献标识码：A ＊来稿日期：2010-07-04＊基金项目：山西省科技攻关项目（20100321056-02） 1引言 步进电机是一种将电脉冲转换为机械角位移的机电执行元件，它的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输 入脉冲同步，非常适合于开环控制系统中，而且价格低廉，因此在工程中得到了广泛的应用。但不同的工程应用场合，其控制要求不同，需要的控制硬件和控制软件也不同，怎样快速地设计出符 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ Machinery Design ＆Manufacture 机械设计与制造 第5期 2011年5月 43

51单片机控制步进电机的转动,加减速,停止,反转

#include sbit inc=P3^2; sbit dec=P3^3; sbit zhzhd=P3^6; sbit fazhd=P3^7; bit flag=1; unsigned char t=0x00; //表正反速度 void delay(unsigned int t); void motor_ffw(); unsigned char code led7code[]= {0x81,0xe7,0x92,0xc2,0xe4,0xc8,0x88,0xe3,0x00,0xc0}; unsigned int num=0; unsigned char code FFW[8]={0x40,0x60,0x20,0x30,0x10,0x18,0x08,0x48}; unsigned char code FFZ[8]={0x48,0x08,0x18,0x10,0x30,0x20,0x60,0x40}; //反转 void main() { EA=1; IT0=1; EX0=1; IT1=1; EX1=1; TMOD=0x06; TL0=0xff; TH0=0xff; TR0=1; ET0=1; P3=0x3f; P0=led7code[num%10]; while(1) { motor_ffw(); } } void motor_ffw() /* 步进电机驱动*/ // {

unsigned char i; int j; while(1) { for(j=0;j<12;j++) //12个周期转一圈 { for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度 { if(flag==1) P2 = FFW[i]; //取数据 else P2 = FFZ[i]; delay(t); //t调节转速 } } } } void int0(void) interrupt 0 { EX0=0; delay(10); if(inc==0) { num++; P0=led7code[num%10]; if(num%10!=0&&flag){zhzhd=0;fazhd=1;} else if (num%10==0){zhzhd=0;fazhd=0;} else {zhzhd=1;fazhd=0;} switch(num%10) { case 0:t=0x00;break; case 1:t=0x12;break; case 2:t=0x11;break; case 3:t=0x10;break; case 4:t=0x09;break; case 5:t=0x08;break; case 6:t=0x07;break; case 7:t=0x06;break; case 8:t=0x05;break; case 9:t=0x04;break;

步进电机加速 减速方法

不需要专门的延迟。但是软件中应该做到使速度是连续的渐变，而不是突变。 类似物理里面我们分析的“上抛物体”的运动一样：先按匀减速运动，速度减到零后就变成反方向的匀加速运动了。 不要有从某个速度“突变”为静止，或由静止“突变”为某个速度的操作。这种“突变”自然会产生冲击振动。 至于这个“匀加速度”、“匀减速度”的加速度大小，则可以根据步进电机的性能和负载的惯性大小来确定。 通常，步进电机都会给出一个“最大力矩”的参数。根据这个最大力矩，和负载的惯性（包括步进电机的转子和传动机构的惯性在内）大小，可以计算出加速度不应该超过多少。实际设计时，还应该比最大允许值再留出相当的余地。 当然，我上面说的“速度”、“加速度”都是一个连续的理论值，实际的步进电机是一步一步离散的操作的，和理论规律总会有差别。但是只要这种“量化误差”不超过一定限度，就可以有满意的效果了。 最理想的是，这个误差的累计值不超过0.5步。也就是说，假如按照上述“匀加速”、“匀减速”的理论计算，在时刻t的时候应该走到x步（有小数）的位置，而真实的执行效果是：走到的位置总是等于x的四舍五入取整的值。这是最理想的。 如果算法设计不好，这个累积误差可能会大些。但最坏的情况下，这个误差的累计值不要超过半个相位周期。例如，您的脉冲分配如果是“四相八拍制”，那么，累积误差就必须小于4步。 超出的话，就会发生步进电机的“失步”。 上面说的道理，对于采用不采用“细分”，道理是一样的。只是采用细分后的每一个“步”（“细步”）比原来小了，容易做到比较均匀。 例如上面说的“四相八拍制累积误差就必须小于4步”，如果采用了“16细分”，那么只要小于64“细步”就可以，显然软件里处理起来更容易一些。 但是，只要软件考虑设计仔细一些，不采用细分也是可以做到的。 【看了“广州一丁”兄的回答后，再补充说明一点】 上面“广州一丁”兄说的“减速时间长点，加速时间同时也长点”，就相当于我这里说的“匀加速运动”和“匀减速运动”段中，加速度的绝对值再小一些。 原则上说，这个加速度的绝对值，只要不超过上面说的根据电机性能和负载惯性算出来的允许值就可以。当然，更小一点冲击更小。 我只是担心，您是否没有按“匀加速”、“匀减速”设计，而是直接由静止突变为某个速度，或由某个速度突变为静止。如果是那样，问题就比较大了。 一般来说，一个方向的运动，应该分为至少两个阶段，或者还需要三个阶段。开始是由静止开始的匀加速度段，后段是匀减速段（直到速度减为零）。如此，中间的速度最高。假如最高的速度超出了电机或者我们的设备允许的值，那么还应该限制。于是，中间又多出一个段：匀速段。这就成了三个段。 这种控制原理上应该是清楚的。但是实现时的算法，则根据需求不同，有可能需要特别安排。

蜗轮减速步进电机产品参数与应用

蜗轮减速步进电机是一种小功率微型减速电机，主要由蜗轮齿轮箱、步进电机组装而成，这类蜗轮减速步进电机的输出功率在50W以下，电压在24V以下的小功率减速器，通常跟进不同运用领域、设备中，采用定制技术参数开发而成——非标减速机；广泛运用在智能家居、智能汽车、智能通讯、电子产品、机器人传动、工业自动化领域等； 蜗轮减速步进电机参数 电压范围：12 -24VDC 旋转方向：cc&ccw 频率：2400PPS 行程：15-25DM 时间：0.2-1.5S 空载转速：按需定制 空载电流：按需定制 噪音：稳定后低于42db 产品分类：智能家居传动蜗轮减速电机 额定电压：6V 空载转速：45±20% 空载电流：300mA MAX 额定负载力矩：1000g.cm 额定负载电流：600mA MAX 堵转力矩：3g.cm REF 反驱力矩：10KG.cm MAX 噪音：稳定后不超出65db(侧面10cm，无防风罩测试

6mm蜗轮减速步进电机 外径：6mm 材质：塑料 旋转方向：cc&ccw 齿轮箱回程差：≤3° 轴承：烧结轴承;滚动轴承 轴向窜动：≤0.3mm(烧结轴承)；≤0.2mm(滚动轴承)输出轴径向负载：≤0.3N(烧结轴承)；≤4N(滚动轴承)

蜗轮减速步进电机是一种广泛运用在于汽车配件、智能厨卫、智能家居、医疗器械、通讯器材、工业设备、仪器仪表、航模、机器人、个人护理、安防摄像、数码电子等领域。 关于兆威 深圳市兆威机电股份有限公司成立于2001年，是一家研发、生产精密传动系统及汽车精密注塑零组件的制造型企业，为客户提供传动方案设计,零件的生产与组装的定制化服务。

步进电机加减速程序

步进电机加减速程序 2009-7-24 14:52 提问者：568826036|浏览次数：1251次 要求C语言写的程序 2009-7-29 14:43 最佳答案 main.c文件内容： #include"stm32f10x_lib.h" #include"main.h" TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; ErrorStatus HSEStartUpStatus; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; int pulse; int StepCount; int pulse1; int pulse2; int t1; int t2; int r1; int r2; void RCC_Configuration(void); void NVIC_Configuration(void); void GPIO_Configuration(void); void TIM2_Configuration(void); void f(int Vt,int a,int d,int S); #define VECT_TAB_RAM int main(void) { #ifdef DEBUG debug();/*[初始化外围设备指针]*/ #endif RCC_Configuration(); //初始化时钟与复位 NVIC_Configuration();//初始化中断嵌套 TIM2_Configuration();//初始化定时器 GPIO_Configuration(); GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_7, (BitAction)(0));

减速步进电机选用指南

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。随着科技的发展进步，步进电机被广泛的应运于生活中各大领域。步进电机由于有别于其他普通电机的一些特性，所以导致减速步进电机的选用和其他减速电机的选用有共性的一面，也有步进电机特殊性的一面。有下面需求的情况下，可以考虑选用减速步进电机。 1. 需要低速大力距。 步进电机本身调速很方便，不用减速箱也可以低速运行，使用减速电机主要是为了增大工作力矩。由于步进电机一般擅长在900rpm 速度以下运行，减速步进电机的输出转速一般就比较低了。 2. 较少法兰盘尺寸，减轻电机重量 使用减速电机可以在不增加法兰盘尺寸的情况下增大工作力矩。虽然电机机身因此变长，一般还是比同样力矩的更大法兰盘尺寸电机的重量要轻。

3. 缩短电机的启停时间，提高电机对负载大小波动的适应能力，对于带动转动惯量比较大的负载以及负载大小常常变化的情况有帮助。 通过减速箱可以大幅提高电机的转动惯量，增加电机的启动刚性，缩短电机加减速时间，对负载变化的承受能力更强。 4. 避开低速共振区。 步进电机在低速容易发生共振，有时候即使通过细分驱动、物理减振等方式处理也达不到满意的效果，这时候可以考虑通过减速箱来提高步进电机本身的转速，从而避开共振速度区。 5. 通过减速箱提高步距精度。 虽然驱动器细分可以提高步距角精度，但实际上细分之后的步距角并不均匀，和驱动器的性能也有关系。如果需要提高步距角精度，选用步矩角更小的步进电机同时，也可以考虑通过减速箱来实现。 深圳市维科特机电有限公司成立于2005年，是步进电机产品的销售、系统集成和应用方案提供商。我们和全球产品性价比高的生产厂家合作，结合本公司专家团队多年的客户服务经验，给客户提供有

数控机床的工作原理及基本结构

数控机床的工作原理及基本结构 一、程序编制及程序载体 数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、 工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行;对于形状复杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程(APT)或CAD/CAM 设计。 编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它 可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。 数控机床的基本结构

二、输入装置 输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方 式传送到数控系统中。 零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工（数控 系统内存较小时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。 三、数控装置 数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。 零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。 四、驱动装置和位置检测装置 驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指

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。

数控机床的基本组成与工作原理

数控车床的基本组成和工作原理 一、任务描述 了解CAK40100VL的基本组成和工作原理 二、任务准备 （一）、安全文明生产（播放插件） （二）、机床结构和工作原理 1、机床结构 数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CNC单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。如下图是数控机床的组成框图。 数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化，这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。 ⑵、CNC单元 CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。CNC

单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。 ⑶输入/输出设备 输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。在数控机床产生初期，输入装置为穿孔纸带，现已淘汰，后发展成盒式磁带，再发展成键盘、磁盘等便携式硬件，极大方便了信息输入工作，现通用DNC网络通讯串行通信的方式输入。 输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。 ⑷伺服单元 伺服单元由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。 ⑸驱动装置 驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。 伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。 ⑹可编程控制器 可编程控制器 (PC，Programmable Controller) 是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制，故把称它为可编程逻辑控制器( PLC， Programmable Logic Controller)。当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器( PMC，Programmable Machine Controller )。PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC 和PLC协调配合，共同完成对数控机床的控制。 ⑺测量反馈装置 测量装置也称反馈元件，包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。通常安装在机床的工作台或丝杠上，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给CNC装置，供CNC 装置与指令值比较产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向移动。 2、工作原理 使用数控机床时，首先要将被加工零件图纸的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式

正反转加减速步进电机(调好)

/*晶振：12M T1计时250微秒溢出中断一次；P1.01.1为增加，减少键，P3.0输出方波hz_shu 设定的频率数 T1_over_num: 根据设定频率计算后，定时器溢出的出次数值 T1_cnt; 定时器计数溢出数 sec_over_num; 一秒内的计数 second ：连续按键的计时 state_val 连续按下的标志0=按键已经弹起；1=按键一直按下 led_seg_code 数码管7段码 **************************************************************/ #include "reg51.h" #include"math.h" sbit pulse_out=P2^0; //方波输出口 sbit zf=P2^1; //方向输出 sbit jiasu=P2^2; //按下加速 sbit jiansu=P2^3; //按下减速 sbit fangxiang=P2^4; //改变方向键 //-------------------- unsigned char data hz_shu,second,key_val,key_val_old; unsigned int data sec_over_num; unsigned int data T1_cnt,T1_over_num; unsigned char data state_val; #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //char code led_seg_code[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //------------------------ void delay(unsigned int i) { while(--i);} unsigned char scan_key() { unsigned char i,k; if(jiansu&&jiasu==1) { // i=P1; k=255; // if(i==0xff) 没有按下时i=P1=1 } // { else // k=255; //无键按下 { // } delay(10); // else //有键按下

步进电机加减速定位控制系统

1 绪论 1.1 课题描述 随着电子技术，特别是随大规模集成电路的产生而出现的微型计算机技术的飞速发展，人类生活发生了根本性的改变。如果说微型计算机的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么可以毫不夸张地说，单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。目前，单片机以其体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、高可靠性、高性能价格比、开发较为容易，在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用，并已走人家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可见到单片机的踪影。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。本课题研究的内容就是以单片机为主要控制元件，通过控制脉冲信号来定位步进电机。 1.2 步进电机参数和特点 1.2.1 基本参数 1.电机固有步距角[8] 它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，电机给出的值为0.9°/1.8°（表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°），这个步距角可以称之为…电机固有步距角?，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。 2.步进电机的相数 是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。 3. 保持转矩（HOLDING TORQUE） 是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。 1.2.2 步进电机的特点

1．一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。 2．步进电机外表允许的最高温度。 步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。 3．步进电机的力矩会随转速的升高而下降。 当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。 4．步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。 步进电机有一个技术参数：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，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。步进电机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。 2 总体方案设计 2.1 总体设计框图 为了实现步进电机的加减速定位控制功能，设计采用的如图2.1的设计框图。 本设计系统采用开环控制，利用AT89C51单片机作为脉冲分配器，通过功率接口控制四相步进电机的加减速运行。 键盘模块控制步进电机的起动、加速、停止、以及定位等各项功能的选择。 LCD显示器上实时的显示步进电机的运行转速和定位功能时候步进电机运行的转速和总的转数。

基于单片机的步进电机加减速的控制方法_李世忠

X 基于单片机的步进电机加减速的控制方法 李世忠,雷秀 (内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特010062) 摘要:根据步进电机驱动负载对加减速响应的高速要求,本文提出了一种基于单片机的步进电机加减速离散控制方法,经实验验证该方法可以解决步进电机快速加减速控制中常见的失步、堵转、噪声等问题。 关键词:单片机;步进电机;加减速控制;离散 中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1007)6921(2005)07)0122)02 引言 步进电机具有快速启停能力强,精度高,转速容易控制的特点,在工业过程控制及仪表等领域中越来越得到广泛应用。但是在实际运行过程中,由于启动和停止控制不当,步进电机会出现启动时抖动和停止时过冲现象,影响了控制精度,尤其步进电机工作在频繁启动和停止时,这种现象就更为明显。因此步进电机的快速启动和停止控制仍是研究的课题之一,作者在完成/全闭式数控功率匹配液压节能技术0课题中,对步进电机的启动、停止控制进行研究,提出了一种基于单片机控制的步进电机加减速离散控制方法。经多次运行,达到预期目标。 1加减速曲线 步进电机的运行一般要经过加速、匀速、减速三个阶段。步进电机加减速曲线如图1所示,在图中,纵坐标是频率f,单位为脉冲/秒或步/秒,本质上是速度,横坐标是时间,单位为秒。步进电机以f0频率启动后,以加速度a加速,至t1时刻后达到最高运行频率f h,然后匀速运行,至t2时刻以加速度-a 减速,在t e时刻电机停转,总的步数为N,在停留t s 秒后重复前面的过程。其中从静止加速到最高运行频率和从最高运行频率到停止是控制的关键,通常采用匀加速和匀减速控制。 由图1可知加速阶段是个线性加速过程,其中频率和时间的关系可以表示如下: f=f0+at(1) 式中:f是瞬时速度(频率);f0是启动速度(频率);a是加速段;t 是加速时间。 图1步进电机加减速速度 2加减速过程的离散化处理 若单片机采用定时器中断方式来控制步进电机的速度,则加减速控制实际上是靠不断改变定时器的装载值的大小来实现的。考虑到单片机资源(字长)和编程的方便,不一定每步都计算定时器重装值,可以采用阶梯曲线来逼近加减速曲线[2],如图2所示,采用离散法将加减速曲线离散化,离散化以后速度是分档上升的,而且每升一档都要在该档(台阶)保持一段时间,保持这个速度稳定运行几个脉冲后才再升一级,这就克服了步进电机转子的转动惯量所引起的速度滞后,只有当实际运行速度达到了以后才能急速加速,实际上这也是局部速度误差的自动纠正。 由式(1)可知加速算法为 f r=f0+at r(2) 实际控制系统中,当最高运行频率为fh时,由(2)式可以算出加速时间 t r=(f h-f0)/a(3) 将加速段均匀的离散为n段,由式(3)可知上升时间为t r,则相邻两次速度变化的时间间隔为 122内蒙古科技与经济NMG KJYJJ X收稿日期:2004年12月27日 作者简介:李世忠(1977)),男,内蒙古工业大学机械电子工程专业,硕士。内蒙古自治区自然科学基金项目/液压系统能耗辨识与高效传动技术0[2001-10902-02]资助。