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步进电机驱动的理论知识

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发表于 2015-4-9 20:46:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
进电机 要求高精度,高速度, 怎么办呢?

定位分分辨率要求 256细分 ,普通的的二相混合式步进电机 ,就是200步一圈 ,那么一圈 就需要200*256=51200细分步。

怎么能达到高速度呢? 0-300-3000RPM

如果有普通的做法 一步需要256细分, 那么 我们来换算一下最慢和最快时一个细分步要多少时间?

0-5-50r/s ==> 0-1000-10000 step/s 那么 完成一个步 需要多少时间呢
1ms/step 100us/step

那么 再细分呢 再除以256  

结果:

300RPM 256细分时 0.00390625ms/microstep=>3.9us/microstep  换算出来要求步进电机响应频率 256KHZ

显然很多步进电机无法达到, 一般的步进电机能在6000PPS就不错了, 也就是6000个脉冲/秒,如果一圈是200步,也就是30r/s==1800RPM。

3000RPM 256细分时 0.000390625ms/microstep=>0.39us/microstep  换算出来要求步进电机响应频率 2.56MHZ

这么快一微步, 什么单片机能能控制这个微细分步呢? 显然大多单片机都不行,都无法达到 5us以下的定时中断请求。

而且还需要控制多个步进电机,还有一些菜单之类的 怎么办呢?

那么只有一种办法,  就是在高速的时候低细分,低速的时候高细分,从而又能达到 这个分辨率 又能快速响应。

(前面就有下个朋友说,采用步进电机响应太慢,其实步进电机响应是很快的,只是最大的缺点就是高速的时候力矩会变小,步进电机响应太慢原因就是市场上面主流的步

进电机驱动器,都是固定细分,从1-256细分 只能选择一种细分固定下来,还有的说在运行的时候不能去选择细分步,不然会烧毁驱动将不负责任,那么固定下来8分细,速

度是上去了可是精度,就低了,精度高了响应又慢了)

大多步进电机驱动需要占用 10-15us的时间 按15us计算,  如果在100us 定时中断控制里, 响应5个步进电机同时驱动 就不是问题了。这样还可以高响应,高速度。

    好了,那么如何来实现高速低细分,低速高细分呢?
    通常实现速度控制有三种办法:
1.定时器一定,细分在变化。也就是说一定时间内改变他的行程。 细分在变化,那么他的位置,就很难去控制了。需要用不同的方法来实现。
2.定时器变化,细分不变。  同样的行程 改变他的运动时间。    这种细分不变,改变定时器的时间,相对就简单一些,只需要控制定时器就行了。
3.定时器变化,细分也变化。这种方法实现起来相对复杂一些。
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