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步進電機的技術(shù)介紹
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,必須使用的驅(qū)動電源(步進電機驅(qū)動器)。電子制造業(yè):印刷電路板(PCB)設備、半導體器件設備(光刻機、晶圓加工機等)、液晶顯示器(LCD)設備、整機聯(lián)裝及表面貼裝(SMT)設備、激光設備(切割機、雕刻機等)、通用數(shù)控設備、機械手等。在微電子技術(shù),特別計算機技術(shù)發(fā)展以前,控制器(脈沖信號發(fā)生器)完全由硬件實現(xiàn),控制系統(tǒng)采用單獨的元件或者集成電路組成控制回路,不僅調(diào)試安裝復雜,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改變控制方案就一定要重新設計電路。這就使得需要針對不同的電機開發(fā)不同的驅(qū)動器,開發(fā)難度和開發(fā)成本都很高,控制難度較大,限制了步進電機的推廣。
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(qū)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(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 ,對被控對象進行控制 。隨著社會的發(fā)展進步,人工智能設備將應用的更加廣泛,步進電機也將會從一個傳統(tǒng)的工業(yè)品,逐步變成一個耳熟能詳?shù)拿~。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(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(jié)構(gòu)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(jié)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
是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件,通過控制施加在電機線圈上的電脈沖順序、頻率和數(shù)量,可以實現(xiàn)對步進電機的轉(zhuǎn)向、速度和旋轉(zhuǎn)角度的控制。步進電機怎么選型,步進電機的相數(shù)選擇步進電機的相數(shù)選擇,這項內(nèi)容,很多客戶幾乎沒有什么重視,大多是隨便購買。配合以直線運動執(zhí)行機構(gòu)或齒輪箱裝置,更可以實現(xiàn)更加復雜、精密的線性運動控制要求。步進電機一般由前后端蓋、軸承、中心軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、定子鐵芯、定子組件、波紋墊圈、螺釘?shù)炔糠謽?gòu)成,步進電機也叫步進器,它利用電磁學原理,將電能轉(zhuǎn)換為機械能,是由纏繞在電機定子齒槽上的線圈驅(qū)動的。通常情況下,一根繞成圈狀的金屬絲叫做螺線管,而在電機中,繞在定子齒槽上的金屬絲則叫做繞組、線圈、或相。
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