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步進電機控制精度的探討

發布時間:2021-04-16 13:49

步進電機是一種將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的裝置。在無過載的情況下,步進電機的轉速和移動距離取決于控制電脈沖的頻率和數量。

其控制精度主要由兩方面決定:

1.步進電機每一步的精度。以一臺兩相混合式步進電機為例。不細分,200步步進電機的步距為33,360,360/200=1.8,即步進電機的最小行走距離為1.8。然而,在實際使用中,步驟的數量通常是細分的。以2細分為例,此時步進電機兩步相當于一步,現在單步步距為360/(200 * 2)=0.9;同樣,在4細分下,步距為33,360,360/(200 * 4)

=0.45 ;8細分,步距33,360,360/(200 * 8)=0.225;在16的細分下,步距為33,360,360/(200 * 16)=0.1125;在32的細分下,一步的步距為:360/(200 * 32)=0.05625。所以在驅動細分下,步進電機步距角的計算公式為:360/(步進電機固有步數*細分數)。

因此,要減小步進電機的步距角以達到更高的精度,需要從兩個方面入手。一種是改進或采用固有步數更多的步進電機,以獲得更小的步距角,如0.9。二是提高步細分度。

2.計算精度:控制步進電機運動時,計算系統在將角位移或線位移轉換為步進電機的步數時,應保證計算精度高于步進電機的每一步。例如,步進電機每一步的步距角為0.1125,要移動的角位移為143.45,要走的步數應為=143/0.1125,計算結果為1275.11.步,實際結果是1275步,移動誤差是:0.1111 * 0.1125。

=0.0125 。但是,如果計算的角位移為1,143.45=143,小數部分將被丟棄。143/0.1125=1271.1111步,與前一次移動相比誤差為: (1275-1271) * 0.1125

=0.45 。這主要是因為在嵌入式系統中,由于數據類型的限制,如果不使用浮點或雙精度進行計算,小數部分一般會被丟棄,導致計算誤差較大。

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