Page 43 - 机电技术运用及管理探究

第一章 现代电机控制技术研究

5. 步进电动机速度控制
控制步进电动机的运行速度，实际上就是控制系统发出时钟脉冲的频率或者
换相的周期。系统可用两种办法来确定时钟脉冲的周期，一种是软件延时，另一

种是用定时器。软件延时的方法是通过调用延时子程序的方法来实现的，它占用
CPU 时间；定时器方法是通过设置定时时间常数的方法来实现的。
6. 步进电动机的加减速控制
在步进电动机的点位控制系统中，从起点至终点的运行速度都要按一定要求

控制。如果要求运行速度小于系统极限启动频率，则系统可以按要求的速度直接
启动，运行至终点后可直接停发脉冲串而令其停止。系统在这样的运行方式下速
度可认为是恒定的，但在一般情况下，系统的极限启动频率是比较低的，而要求

的运行速度往往很高。如果系统以要求的速度直接启动，因该速度已经超过极限
启动频率而不能正常启动，可能发生丢步或根本不运行的情况。系统运行起来之
后，如果到达终点时突然停发脉冲串，令其立即停止，则因为系统的惯性原因，
会发生冲过终点的过冲现象，从而发生偏差。因此在点位控制过程中，运行速度
都需要有一个“加速→恒速→减速→低恒速→停止”的加减速过程。各种系统在

工作过程中，都要求加减速过程时间尽量短，而恒速时间尽量长。特别是在要求
快速响应的工作中，从起点至终点运行的时间要求最短，这就必须求加速、减速
的过程最短，而恒速时的速度最高。

升速规律一般可有两种选择：一是按照直线规律升速；二是按指数规律升速。
按直线规律升速时加速度恒定，因此要求步进电动机产生的转矩为恒值。从电动
机本身的矩频特性来看，在转速不是很高的范围内，输出转矩将有所下降，如按
指数规律升速，加速度是逐渐下降的，接近电动机输出转矩随转速变化的规律。
用微机对步进电动机进行加减速控制，实际上就是改变输出脉冲的频率。升

速时使脉冲串逐渐加密，减速时使脉冲串逐渐稀疏。微机用定时器中断方式来控
制电动机变速时，实际上就是不断改变定时器装载值的大小。一般用离散方法来
逼近理想的升降速曲线，为了减少每步计算装载值的时间，系统设计时就把各离

散点的速度所需的装载值固化在系统的 ROM 中，系统运行中用查表方法查出所
需的装载值，从而大大减少占用 CPU 时间，提高系统的响应速度。
系统在执行升降速的控制过程中，对加减速的控制还需准备下列数据：加减
速的斜率，升速过程的总步数，恒速运行总步数，减速运行的总步数。对升降速

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