步进电机速度变化的测量

　　步进电机速度控制方法

　　步进电机只能够由数字信号控制运行的，当脉冲提供给驱动器时，在过于短的时间里，控制系统发出的脉冲数太多，也就是脉冲频率过高，将导致步进电机堵转。要解决这个问题，必须采用加减速的办法。就是说，在步进电机起步时，要给逐渐升高的脉冲频率，减速时的脉冲频率需要逐渐减低。这就是我们常说的“加减速”方法。

　　所以步进电机在高速启动时，需要采用脉冲频率升速的方法，在停止时也要有降速过程，以保证实现步进电机精密定位控制。加速和减速的原理是一样的。

　　以加速实例加以说明：加速过程是由基础频率（低于步进电机的直接起动最高频率）与跳变频率（逐渐加快的频率）组成加速曲线（降速过程反之）。跳变频率是指步进电机在基础频率上逐渐提高的频率，此频率不能太大，否则会产生堵转和丢步。

　　指数曲线，在软件编程中，先算好时间常数存贮在计算机存贮器内，工作时指向选取。通常，完成步进电机的加减速时间为300ms以上。如果使用过于短的加减速时间，对绝大多数步进电机来说，就会难以实现步进电机的高速旋转。

　　

　　速度变化的测量

　　步进电机的使用大致分为位置控制和速度控制。而速度控制的速度范围可由低速到高速变速控制或恒速度使用，但均存在速度变化问题。下图表示速度变化率的定义。

　　

　　现在，步进电机的平均速度以ωm表示，其速度变化由零至最大值，如以△ωm转动，速度变化率VF用下式来定义：

　　

　　这是速度变化率的测量，按实际的负载惯量用等效惯量或摩擦转矩等测量，以接近实际使用值。特别是惯量大时，速度变化率（也称为速度失效或抖动、摆动等）也大。因此必须注意步进电机的速度运行范围，速度愈快，速度变化率愈小。

　　此种测量方法大致分为使用编码器的方法和激光测量方法。使用编码器时，应注意编码器与步进电机的联轴器的轴中心要同心，还要考虑编码器惯量的影响。速度变化率的计算，首先要对编码器单位时间的脉冲数逐一计数，然后再计算速度变化率。而使用激光测量方法，要在步进电机上安装圆盘，该圆盘反射激光束，将光反射回去，速度变化用多普勒效应计算，此设备在市面有售。此处如非特别要求使用编码器测量，最好使用激光测量仪。