步進(jìn)電機(jī)的PID控制

PID 控制作為一種簡單而實用的控制方法 ， 在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動中獲得了廣泛的應(yīng)用。它根據(jù)給定值 r( t) 與實際輸出值 c(t) 構(gòu)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(gòu)成控制量 ，對被控對象進(jìn)行控制 。文獻(xiàn)將集成位置傳感器用于二相混合式步進(jìn)電機(jī)中 ，以位置檢測器和矢量控制為基礎(chǔ) ，設(shè)計出了一個可自動調(diào)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(xiàn)根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 ，消間隙絲桿電機(jī)公司，設(shè)計了步進(jìn)電機(jī)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(jī)向規(guī)定位置運(yùn)動 。通過驗證了該控制具有較好的動態(tài)響應(yīng)特性 。采用 PID 控制器具有結(jié)構(gòu)簡單 、魯棒性強(qiáng) 、可靠性高等優(yōu)點 ，消間隙絲桿電機(jī)價格，但是它無法有效應(yīng)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(jié)合 ， 形成帶有智能的新型復(fù)合控制 。這種智能復(fù)合型控制具有自學(xué)習(xí) 、自適應(yīng) 、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) ，消間隙絲桿電機(jī)， 適應(yīng)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(jìn)電機(jī)的細(xì)分

步進(jìn)電機(jī)由于受到自身制造工藝的限制，如步距角的大小由轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)決定，但轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)是有限的，因此步進(jìn)電機(jī)的步距角一般較大并且是固定的，步進(jìn)的分辨率低、缺乏靈活性、在低頻運(yùn)行時振動，噪音比其他微電機(jī)都高，使物理裝置容易疲勞或損壞。這些缺點使步進(jìn)電機(jī)只能應(yīng)用在一些要求較低的場合，對要求較高的場合，只能采取閉環(huán)控制，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些缺點嚴(yán)重限制了步進(jìn)電機(jī)作為優(yōu)良的開環(huán)控制組件的有效利用。細(xì)分驅(qū)動技術(shù)在一定程度上有效地克服了這些缺點。

步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動技術(shù)是年代中期發(fā)展起來的一種可以顯著改善步進(jìn)電機(jī)綜合使用性能的驅(qū)動技術(shù)。年美國學(xué)者、頭次在美國增量運(yùn)動控制系統(tǒng)及器件年會上提出步進(jìn)電機(jī)步距角細(xì)分的控制方法。在其后的二十多年里，消間隙絲桿電機(jī)價格，步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動得到了很大的發(fā)展。逐步發(fā)展到上世紀(jì)九十年代完全成熟的。我國對細(xì)分驅(qū)動技術(shù)的研究，起步時間與國外相差無幾。

步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇

還應(yīng)特別考慮電機(jī)的速度。因為電機(jī)的輸出扭矩與轉(zhuǎn)速成反比。也就是說，在低速時（每分鐘幾百轉(zhuǎn)以下，它的輸出扭矩很大），而在高速時（1000轉(zhuǎn)--9000轉(zhuǎn)），扭矩很小。當(dāng)然，有些工況需要高速電機(jī)，所以需要測量步進(jìn)電機(jī)的線圈電阻、電感等指標(biāo)。選擇電感較小的電機(jī)作為高速電機(jī)可以獲得較大的輸出轉(zhuǎn)矩。反之，當(dāng)要求低速大扭矩時，盡量選擇十幾或幾十MH的電感，大一點的電阻。