步进电动机运行曲线的在线计算方法

时间:2023-03-20来源:佚名
步进电动机及其驱动器在电脑刺绣机上获得了广泛的运用。电脑刺绣机是80年代国外纺织机械中的最新产品。它运用微机技术,实现刺绣整个过程的自动化,大大提高了刺绣产品的质量和生产效率。
电脑刺绣机是机电一体化的产品,主要由刺绣机身、电源系统、计算机系统、步进电机驱动执行机构系统、刺绣框、刺绣头以及信号传感器等部分组成,其刺绣动作过程为,由磁盘或纸带机将花样信号送入计算机,经计算机处理后送入步进电机驱动系统和主轴控制系统,最后由动力系统带动刺绣框、刺绣头协调运动,刺绣开始。
在刺绣过程中,步进电机驱动绣框运行是最重要的环节,它直接影响到绣品的质量、刺绣效率和噪声大小。
电脑刺绣机是使用微机对步进电机的速度进行控制,控制的实质就是控制电机驱动负载时的运行曲线,首要的是进给脉冲时刻的计算,是一种软件控制方法。通常的设计方法是使步进电机按加速、匀速、减速的曲线运行,离线计算出定时时间,把它们写入内存中,实现步进电机速度控制软件化。这种方法的缺点是计算机只能按照事先给定的速度曲线对步进电机进行控制,无法按照刺绣工况的变化随时修改速度曲线的参数,使步进电机在合理的状态下运行。本文介绍一种适合在电脑刺绣机上使用的步进电机的运行曲线及其计算方法,实现了定时参数的在线计算。
2实现的曲线及其参数的计算
2.1实现的曲线(见附图)
考察如下的正弦函数:
步进电动机运行曲线的在线计算方法
式中π=3.1415926,T为步进电机的运行时间。实现这种函数曲线的优点为:
a.由于曲线平滑,步进电机驱动负载运行平稳、柔和、噪声小。
b.满足步进电机慢起动、慢停止的特性。
c.有明确的数学表达式,易于在线计算和实现。
d.对于不同的刺绣工况,可通过改变参数A和T实现。
2.2计算
假设步进电机驱动负载时的某工况为,在T时间内需要步进电机运行N步,电机的最高运行频率为FM,起始频率和终了频率都为零。运行曲线为式(1)的f(t),把T分为N份,即△T1,△T2,……,△TN,T=△T1 △T2 …… △TN。令:
t1=△T1
t2=△T1 △T2
tN=T=△T1 △T2 …… △TN
如附图所示,令f(t)在t轴上半部所围成的面积为N,f(t)与△T1, △T2,……△TN所围成的面积都为1,即:
步进电动机运行曲线的在线计算方法
参数A的确定
A为步进电机的实际最高运行频率,按式(2)可求出A的值。
步进电动机运行曲线的在线计算方法
必须保证A应小于给定的电机最高运行频率,否则会引起严重后果。
2.2.2 参数t(i=1,2,……,N)的确定
按式(3)可得:
步进电动机运行曲线的在线计算方法
由于t0=0,按式(5)可递推出t1,t2,……,tN-1的值。
△ T1=t1
△ T2=t2-t1
.
.
.
△ TN=T-Tn-1
2.2.3进给脉频率fi(i=1,2,……,N)的计算
fi=1/△Ti (i=1,2,……,N) (6)
不难证明,fi为函数f(t)=Asin(π/T ·t) (ti-1≤t≤t)上的一点。
3应用举例
在某电脑刺绣机产品上,步进电机驱动
绣框水平前后左右移动,脉冲当量为0 .lmm,刺绣某针迹长度为4ram(相应的脉冲数量为N=40),给定的时间为30ms,步进电机的起蛄和终了频率都为零,计算各进给脉冲的时间和相应的运行频率。
4结语
实现曲线是步进电机平均建度的连线,在某一进给脉冲间隔内,它又是理想的正弦曲线某一时刻的速度,实现的精度是曲边梯形和单位矩形面积之差的绝对值。这种方法实班的关键在于所使用的计算机要有三角函数的处理能力,且有较高的运算速度,否则难以胜任高速刺绣。

    相关阅读

    傻傻分不清电路?专业电气学姐为你全方面解读(十五)

    对于《电工基础》,如果能持续学习的,我想到目前为止也必定是累积了不少的知识,特别是电路分析的相关知识,例如支路电流法、网孔电流法、节点电压法和叠加定理等,这些也是...
    2023-06-27
    傻傻分不清电路?专业电气学姐为你全方面解读(十五)

    铝模工艺下剪力墙免抹灰,机电线盒如何精准预埋?

    随着土建越来越广泛地采用铝模板,剪力墙免抹灰也成为常态,机电安装如何配合铝模实现精准预埋,成为考验安装水平的关键。本示例工程模板采用铝模,剪力墙免抹灰,要求安装线...
    2023-06-11
    铝模工艺下剪力墙免抹灰,机电线盒如何精准预埋?

    潜水电机保护控制转换器

    潜水电机保护控制转换器具有电机绕组温度监测保护,电机腔湿度监测保护及机械密封腔泄漏监测保护功能。 转换器由电源、检测比较电路、输出电路组成,接受潜水泵(搅拌器)内置...
    2023-06-26
    潜水电机保护控制转换器

    LM324运放电路图和引脚图 四路运算放大器的应用电路和工作原理详解

    今天给大家分享一篇关于 LM324运放 10 个简单电路的文章。 这里先简单介绍一下LM324运放引脚及功能。 一、什么是LM324? LM324是一款四路运算放大器 IC,由四个高增益放大器组成。这四个...
    2023-07-19
    LM324运放电路图和引脚图 四路运算放大器的应用电路和工作原理详解

    电力电缆试验技术知识

    电力电缆试验,是鉴定电力电缆性能和质量进行的各种试验。电缆试验就是检查电缆质量、绝缘状况和对电缆线路所做的各种测试,由于电力电缆是用于传输大功率电能,一般在高电压、大...
    2024-08-21
    电力电缆试验技术知识

    热销商品

    加厚abs安全帽电工建筑工地程施工领导监理透气防砸头盔可印字V型

    这款加厚ABS安全帽专为电工、建筑工地施工人员、领导及监理设计,采用高强度ABS工程塑料,抗冲击、防砸性能优异,有效保障头部安全。帽体加厚设计,增强耐用性与防护等级...
    5.8

    欧普led筒灯3w孔灯超薄桶灯吊顶天花灯过道嵌入式洞灯客厅5w

    欧普LED筒灯是一款高品质嵌入式照明产品,适用于客厅、过道、吊顶等多种场景。采用优质LED光源,提供3W和5W两种功率选择,光线柔和均匀,显色指数高,有效还原真实色彩。超...
    7.45

    水口钳高硬度模型剪钳电子钳工业级口水剪斜嘴钳偏口斜口专用钳子

    水口钳高硬度模型剪钳是一款工业级精密工具,专为电子、模型制作及精细作业设计。采用优质高碳钢材质,经热处理工艺打造,具备卓越的硬度和耐磨性,可轻松剪切金属引脚、...
    4.8

    170电子剪钳II 如意斜口钳 工业斜嘴钳水口钳 模型剪塑胶钳尖嘴钳

    170电子剪钳II如意斜口钳是一款专业级精密工具,集工业斜嘴钳、水口钳、模型剪、塑胶钳与尖嘴钳功能于一体,适用于电子维修、模型制作、手工艺及精密作业。其采用优...
    4.5

    安全帽国标工地加厚施工领导透气安全头盔建筑工程监理免费印字

    本款安全帽严格遵循国家GB 2811-2019标准,专为建筑工程、工地施工及监理人员设计。采用高强度ABS工程塑料,加厚壳体有效抗冲击,保障头部安全。帽体轻盈透气,内置可调...
    10

    网站栏目