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步进电机定位不准的原因分析及控制手段
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步进电机的开环与闭环控制原理
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步进电机的控制方式一般分为开环控制与闭环控制两种控制方式，其中开环控制步进电机最简单的控制方式就是玎环控制系统，其原理框图如图5-1所示：　　图5-1开环控制原理图在这种控制方式下，步进电机控制脉冲的输入并不依赖于转子的位置，而是按一固定的规律发出控制脉冲，步进电机仅依靠这一系列既定的脉冲而工作，这种控制方式由于步进电机的独特性而比较适合于控制步进电机，适合于我国的国情这种种控制方式的特点是：控制简单、实现容易、价格较低，这种控制方式特别在开环控制中，负载位置对控制电路没有反馈。　　因此，步进电机必须『F确地响应每次励磁的变化，如果励磁变化太快，电机不能移动到新的位置，那么实际负载位置与理想位置就会产生一个偏差，在负载基本不变时，控制脉冲序列的产生较为简单，但是在负载的变化可能较大的场合，控制脉冲序列的产生就很难照顾**，就有可能出现失步等现象目前随着微机的应用普及，依靠微机，可以实现一些较复杂的步进电机的控制脉冲序列的产生。　　但是，这种控制方式也有如下的缺点：电机的输出转矩和速度不仅与负载有很大的关系，而且在很大程度上还取决于驱动电源和控制的实现方式，精度不高，有时还会有失步、振荡等现象，但由于它较易实现，价格低廉，故目前所采用的控制方式大多数为开环控制。　　闭环控制由于步进电机开环控制系统有精度不高、丢步等缺点，故在精度要求较高的场合可以采用步进电机的闭环控制系统，其原理框图如图5-2所示：　　反应式步进电动机特新研究22 图5-2闭环控制原理图　　这种控制方式是直接或间接地检测出转予(或负载)的位置或速度，然后通过反馈和适当的处理，自动地给出步进电机的驱动脉冲序列，这个驱动脉冲序列是根据负载或转子的位置而随时变化的这种控制方式的实现方法很多，在要求精度很高的场合，结合微步驱动技术及微型计算机控制技术，可以实现很高的位置精度要求。&
作者：未知 点击：9432次
本文标签：步进电机的开环与闭环控制原理
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VIP公司推荐步进电机定位不准的原因分析
　　由于开环控制系统具有操作方便，价格低廉的优点，所以我国所采用基本是以开环控制反应式步进电机为主。虽然步进电机应用广泛，但其并不能如同普通的交（直）流电机在常规条件下使用，且从起点到终点的运行速度在理论状况下，在电机的极限起动频率大于运行的速度时，电机可按要求运行，并可达到预期的运行速度。运行至行程结束时，也能立即发出可以实现停止功能的脉冲，并使电机停止运行。但实际情况是，步进电机能实现的极限起动预率较低，远不能满足较高的运行速度的要求。在这种工作状况下，强行使电机以要求的速度（大于极限起动预率）直接起动，则会发生&丢步&或无响应。而当电机运行至终点时，虽然已经立即停止发脉冲，令其停止，但由于惯性作用，会发生冲过终点的现象，即产生过冲。
　　特别值得注意的是，为了既要保证系统的定位精度（电机的升降速缓慢，防止产生&失步&或&过冲&）又要获得高的定位速度，主流系统都将定位过程划分为粗定位阶段和精定位阶段进行。根据生产实践经验，&丢步&和&过冲&是步进电机在运行中最常出现的两种严重影响步进电机定位精度的&罪魁&。
　　出现定位不准的主要原因包括：
　　（1）要求起动初速度过高，超过电机极限起动频率，或者加速度太大，造成&丢步；
　　（2）电机马达的功率达不到系统的要求；
　　（3）动器工作过程遭受千扰；
　　（4）控制系统的控制器产生误动作；
　　（5）换向时丢脉冲，单向运行定位准确，换向后定位出现偏差，并虽换向次数的增加其偏差泉积就越明显；
　　（6）软件存在设计缺陷；
　　（7）使用同步带的场合，软件补偿太多或太少。
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步进电机定位不准的原因分析与解决方法
& & & &最近小编经常被问到的关于电机的问题之一：为什么步进电机会定位不准？针对此类疑问，小编总结出步进电机定位不准的原因并提出相应的解决方案。
& & & &一、改变方向时丢脉冲导致定位不准
& & & &改变方向时丢脉冲，表现为往任何一个方向都准，但一改变方向就累计误差，而且次数越多偏得越多；
& & & &解决方案：一般的步进驱动器对方向和脉冲信号都有一定的要求，如：方向信号在第一个脉冲上升沿或下降沿（不同的驱动器要求不一样）到来前数微秒被断定，不然会有一个脉冲所运转的视点与实际需要的转向相反，最后毛病现象表现为越走越偏，细分越小越显着，解决办法主要用软件改变发脉冲的逻辑或加延时。
& & & &二、初始速度太高，加速度太大，引起有时丢步
& & & &解决方案：因为特点决议初速度不能太高，尤其带的负载惯量较大情况下,主张初速度在1r/s以下，这样冲击较小，相同加速度太大对体系冲击也大，简单过冲
& & & &三、环境搅扰导致控制器或驱动器的误动作导致定位不准
& & & &解决方案：适当地增大马达电流，进步驱动器电压（留意选配驱动器）选扭矩大一些的马达。
& & & &体系的搅扰引起控制器或驱动器的误动作，咱们只能想办法找出搅扰源，下降其搅扰能力（如屏蔽，加大间隔距离等），堵截传达途径，进步自身抗搅扰能力，常见办法：
& & & &①用双纹屏蔽线替代一般导线，体系中信号线与大电流或大电压改变导线分隔布线，下降电磁搅扰能力。
& & & &②用电源滤波器把来自电网的搅扰波滤掉，在条件许可下各大用电设备的输入端加电源滤波器，下降体系内各设备之间的干扰。
& & & &③设备之间最好用光电阻隔器件进行信号传送，在条件许可下，脉冲和方向信号最好用差分方法加光电阻隔进行信号传送。在理性负载（如电磁继电器、电磁阀）两头加阻容吸收或快速泄放电路，理性负载在最初瞬间能发生10~100倍的尖峰电压，假如作业频率在20KHZ以上。
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什么是一体化闭环步进电机？
所谓一体化闭环步进电机就是将运动控制、编码器反馈、电机驱动和电机融为一体，采用高速稳定的总线(CANOPEN,MODBUS,ETHERCAT等）连接，相比传统的电机运动控制系统，大大简化系统的复杂程度，减少系统安装面积，可有效提高系统集成工作效率，降低系统综合成本。
步进电机就是一种将电磁脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，他就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即：步进角），您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。立迈胜一体化步进电机，高度集成，体积小，噪音低、具有同步功能，支持485、CAN、232、WiFi接口，广泛适用于3D打印、医疗等行业。
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