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步進電機介紹

步進電機相對于其它控制用途電機的很大區(qū)別是，它接收數(shù)字控制信號（電脈沖信號）并轉化成與之相對應的角位移或直線位移，它本身就是一個完成數(shù)字模式轉化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制，輸入一個脈沖信號就得到一個規(guī)定的位置增量，這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比,其成本明顯減低，幾乎不必進行系統(tǒng)調整。步進電機的角位移量與輸入的脈沖個數(shù)嚴格成正比，而且在時間上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數(shù)量、頻率和電機繞組的相序,即可獲得所需的轉角、速度和方向。

步進電機的PID控制

PID 控制作為一種簡單而實用的控制方法 , 在步進電機驅動中獲得了廣泛的應用。它根據(jù)給定值 r( t) 與實際輸出值 c(t) 構成控制偏差 e( t) , 將偏差的比例 、積分和微分通過線性組合構成控制量 ,對被控對象進行控制 。文獻將集成位置傳感器用于二相混合式步進電機中 ,以位置檢測器和矢量控制為基礎 ,設計出了一個可自動調節(jié)的 PI 速度控制器 ,此控制器在變工況的條件下能提供令人滿意的瞬態(tài)特性 。文獻根據(jù)步進電機的數(shù)學模型 ,設計了步進電機的 PID 控制系統(tǒng) ,采用 PID 控制算法得到控制量 ,從而控制電機向規(guī)定位置運動 。通過驗證了該控制具有較好的動態(tài)響應特性 。采用 PID 控制器具有結構簡單 、魯棒性強 、可靠性高等優(yōu)點 ,但是它無法有效應對系統(tǒng)中的不確定信息 。 

目前 , PID 控制更多的是與其他控制策略相結合 , 形成帶有智能的新型復合控制 。這種智能復合型控制具有自學習 、自適應 、自組織的能力 ,能夠自動辨識被控過程參數(shù) , 自動整定控制參數(shù) , 適應被控過程參數(shù)的變化 ,同時又具有常規(guī) PID 控制器的特點。

步進電機

我國的步進電機在二十世紀七十年代初開始起步，七十年代中期至八十年代中期為成品發(fā)展階段，新品種和電機不斷開發(fā)，目前，隨著科學技術的發(fā)展，特別是永磁材料、半導體技術、計算機技術的發(fā)展，使步進電機在眾多領域得到了廣泛應用。作為一種控制用的特種電機，步進電機無法直接接到直流或交流電源上工作，必須使用專用的驅動電源（步進電機驅動器）。

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單極性電機每相上有兩個極性相反的繞組線圈，電機連續(xù)旋轉時只要交替對同一相上的兩個繞組線圈進行通電勵磁。驅動電路設 計上只需要四個電子開關。在雙極性驅動模式下，因為每相的繞組線圈為100%勵磁，所以雙極性驅動模式下電機的輸出力矩比單極性驅動模式下提高了約 40%。步進電機以一個固定的步距角轉動，就像時鐘內的秒針。這個角度稱為基本步距角。鳴志提供兩種基本步距角來作為標準電機：基本步距角為1.8°的兩相步進電機和基本步距角為1.2°的三相步進電機。

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