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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）。如步進電機正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機械傳動避開共振區(qū)。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(fù)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(shè)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。

步進電機的自適應(yīng)控制

自適應(yīng)控制是在 20 世紀(jì) 50 年代發(fā)展起來的自動控制領(lǐng)域的一個分支 。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。它是隨著控制對象的復(fù)雜化 ,當(dāng)動態(tài)特性不可知或發(fā)生不可預(yù)測的變化時 ，為得到高的性能的控制器而產(chǎn)生的 。其主要優(yōu)點是容易實現(xiàn)和自適應(yīng)速度快 ,能有效地克服電機模型參數(shù)的緩慢變化所引起的影響 ,是輸出信號跟蹤參考信號 。文獻研究者根據(jù)步進電機的線性或近似線性模型推導(dǎo)出了全局穩(wěn)定的自適應(yīng)控制算法 , 這些控制算法都嚴(yán)重依賴于電機模型參數(shù) 。文獻將閉環(huán)反饋控制與自適應(yīng)控制結(jié)合來檢測轉(zhuǎn)子的位置和速度 , 通過反饋和自適應(yīng)處理 ,按照優(yōu)化的升降運行曲線 , 自動地發(fā)出驅(qū)動的脈沖串 ，提高了電機的拖動力矩特性 ，同時使電機獲得更準(zhǔn)確的位置控制和較高較平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速 。 

目前 ，很多學(xué)者將自適應(yīng)控制與其他控制方法相結(jié)合 ，以解決單純自適應(yīng)控制的不足。特別是在要求快速響應(yīng)的工作中，從起點到終點運行的時間要求很短，這就必須要求加速、減速的過程很短，而恒速時的速度很高。文獻設(shè)計的魯棒自適應(yīng)低速伺服控制器 ，確保了轉(zhuǎn)動脈矩的很大化補償及伺服系統(tǒng)低速高精度的跟蹤控制性能 。文獻實現(xiàn)的自適應(yīng)模糊 PID 控制器可以根據(jù)輸入誤差和誤差變化率的變化 ，通過模糊推理在線調(diào)整 PID參數(shù) ，實現(xiàn)對步進電機的自適應(yīng)控制 ,，從而有效地提高系統(tǒng)的響應(yīng)時間 、計算精度和抗干擾性 。

怎么選擇步進電機？

步進電機怎么選型， 針對步進電機使用環(huán)境來選擇特種步進電機能夠防水、防油，用于某些特殊場合。例如水下機器人，就需要防水電機。如何選擇步進電機，對于特種用途的電機，就要針對性選擇了。

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步進電機

其原始模型是起源于1830年至1860年間。1870年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機構(gòu)中。這被認(rèn)為是的步進電機。二十世紀(jì)初，在電話自動交換機中廣泛使用了步進電機。除開打端子來說，裁斷部分需要至少一個步進電機，剝皮需要剝刀和導(dǎo)線輪在步進電機的作用下完成。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(shè)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。由于步進電機是一個把電脈沖轉(zhuǎn)換成離散的機械運動的裝置，具有很好的數(shù)據(jù)控制特性，因此，計算機成為步進電機的理想驅(qū)動源，隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，軟硬件結(jié)合的控制方式成為了主流，即通過程序產(chǎn)生控制脈沖,驅(qū)動硬件電路。

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