步進電機升降速曲線控制方法
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在一些控制簡單或要求低成本的運動控制系統(tǒng)中，經常用步進電機做執(zhí)行元件。步進電機在這種應用場合下最大的優(yōu)勢是：可以開環(huán)方式控制而無需反饋就能對位置和速度進行控制。但也正是因為負載位置對控制電路沒有反饋，步進電機就必須正確響應每次勵磁變化。如果勵磁頻率選擇不當，電機不能夠移到新的位置，那么實際的負載位置相對控制器所期待的位置出現永久誤差，即發(fā)生失步現象或過沖現象。因此步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)中，如何防止失步和過沖是開環(huán)控制系統(tǒng)能否正常運行的關鍵。
失步和過沖現象分別出現在步進電機啟動和停止的時候。一般情況下，系統(tǒng)的極限啟動頻率比較低，而要求的運行速度往往比較高。如果系統(tǒng)以要求的運行速度直接啟動，因為該速度已超過極限啟動頻率而不能正常啟動，輕則可能發(fā)生丟步，重則根本不能啟動，產生堵轉。系統(tǒng)運行起來以后，如果達到終點時立即停止發(fā)送脈沖串，令其立即停止，則由于系統(tǒng)慣性作用，電機轉子會轉過平衡位置，如果負載的慣性很大，會使步進電機轉子轉到接近終點平衡位置的下一個平衡位置，并在該位置停下。
為了克服失步和過沖現象，應在步進電機啟停時進行如圖1所示的升降速控制。
從圖1可以看出，L2段為恒速運行，L1段為升頻，L3段為降頻，按照“失步”的定義，如果在L1及L3段上升及下降的控制頻率變化大于步進電機的響應頻率變化，步進電機就會失步，失步會導致步進電機停轉，經常會影響系統(tǒng)的正常工作，因此，在步進電機變速運行中，必須進行正確的升降速控制。
以下按不同的控制單元，介紹幾種常用的步進電機升降速控制方法。
1、運動控制卡作上位控制單元——以MPC01系列運動卡為例
MPC01系列運動控制卡可以作為PC機運動控制系統(tǒng)的核心控制單元?？ㄉ系膶Ｓ眠\動控制芯片可自動進行升降速計算。其運動控制函數庫中也有專門進行梯形升降速運動參數設置的函數——set_profile(intch,doublels,doublehs,doubleaccel)。其參數定義如下：
ch:設定的軸號。
ls:設定低速（起始速度）的值。單位為pps（脈沖/秒）
hs:設定高速（恒速段）的值。單位為pps（脈沖/秒）
accel：設定加速度大小。單位為ppss（脈沖/秒/秒）
用戶在調用運動指令函數時，只需指定總的脈沖數，運動控制卡上的專用運動控制芯片便按照set_profile函數設置的運動參數自動進行升降速計算，而不會占用PC機的CPU資源。
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