步進電機實時s型曲線演算法

1. 如何用STC15單片機實現步進電機S曲線加減速

單片機通過軟體來控制步進電機,更好地挖掘出了電機的潛力。因此,用單片機控制步進電機已經成為了一種必然的趨勢,也符合數字化的時代趨。

主要分類

步進電機從其結構形式上可分為反應式步進電機（Variable Reluctance，VR）、永磁式步進電機Permanent Magnet,PM）、混合式步進電機（Hybrid Stepping

2. 步進電機的選型和相關計算方法

步進電機

是一種作為控制用的特種電機它的旋轉是以固定的角度(稱為「步距角」)一步一步運行的其特點是沒有積累誤差(精度為百分之100)所以廣泛應用於各種開環控制。步進電機的運行要有一電子裝置進行驅動這種裝置就是步進電機驅動器它是把控制系統發出的脈沖信號轉化為步進電機的角位移或者說控制系統每發一個脈沖信號通過驅動器就使步進電機旋轉一步距角。所以步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比。雖然步進電機已被廣泛地應用但步進電機並不能象普通的直流電機交流電機在常規下使用。它必須由雙環形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。因此用好步進電機卻非易事它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業知識。

根據要求選型：

1、 步進電機轉矩的選擇

步進電機的保持轉矩，近似於傳統電機所稱的「功率」。當然有著本質的區別。步進電動機的物理結構，完全不同於交流、直流電機，電機的輸出功率是可變的。通常根據需要的轉矩大小(即所要帶動物體的扭力大小)來選擇哪種型號的電機。大致說來扭力在0.8N.m以下選擇20、28、35、39、42(電機的機身直徑或方度，單位mm);扭力在1N.m左右的，選擇57電機較為合適。扭力在幾個N.m或更大的情況下，就要選擇86、110、130等規格的步進電機。

2、 步過電機轉速的選擇

對於電機的轉速也要特別考慮。因為電機的輸出轉矩與轉速成反比。就是說步進電機在低速(每分鍾幾百轉或更低轉速，其輸出轉矩較大)，在高速旋轉狀態的轉矩(1000轉/分--9000轉)就很小了。當然，有些工況環境需要高速電機，就要對步進電動機的線圈電阻、電感等指標進行衡量。選擇電感稍小一些的電機作為高速電機，能夠獲得較大輸出轉矩。反之要求低速大力矩的情況下，就要選擇電感在十幾或幾十mH,電阻也要大一些為好。

3、 步進電機空載起動頻率的選擇

步進電機空載起動頻率通常稱為「空起頻率」。這是選購電機比較重要的一項指標。如果要求在瞬間頻繁啟動、停止並且轉速在1000轉/分鍾左右(或更高)通常需要「加速啟動」。如果需要直接啟動達到高速運轉最好選擇反應式或永磁電機。這些電機的「空起頻率」都比較高。

4、 步進電機的相數選擇

步進電機的相數選擇這項內容，很多客戶幾乎沒有什麼重視大多是隨便購買。其實不同相數的電機工作效果是不同的。相數越多步距角就能夠做的比較小工作時的振動就相對小一些。大多數場合使用兩相電機比較多。在高速大力矩的工作環境，選擇三相步進電機是比較實用的。

5、 針對步進電機使用環境來選擇

特種步進電機能夠防水、防油用於某些特殊場合。例如水下機器人就需要放水電機。對於特種用途的電機就要針對性選擇了。

6、 根據您的實際情況可否需要特殊規格定製

特殊規格的步進電機，請和我們溝通在技術允許的范圍內，加工訂貨。例如出軸的直徑、長短、伸出方向等。

7、 如有必要最好與廠家的技術工程師進一步溝通與確認型號

如有必要最好與廠家的技術工程師進一步溝通，以便於確認你要選擇的步進機電能否滿足你所要求各方面的指標。

選型原則

1. 首先確定步進電機拖動負載所需要的扭矩。首先確定客戶需要什麼扭矩或者需要帶動多大的負載。由於步進電機是控制類電機所以目前常用步進電機的最大力矩不超過 45Nm 力矩越大成本越高，如果您所選擇的電機力矩較大或超過此范圍可以考慮加配減速裝置。

2. 確定步進電機的最高運行轉速。轉速指標在步進電機的選取時至關重要步進電機的特性是隨著電機轉速的升高扭矩下降其下降的快慢和很多參數有關如 : 驅動器的驅動電壓、電機的相電流、電機的相電感、電機大小等等一般的規律是驅動電壓越高力矩下降越慢電機的相電流越大力矩下降越慢。在設計方案時應使電機的轉速控制在 1500 轉 / 分或 1000 轉 / 分當然這樣說很不規范可以參考〈矩 - 頻特性〉

3. 根據負載最大力矩和最高轉速這兩個重要指標再參考〈矩 - 頻特性〉，給客戶推薦合適的電機。如果您認為自己選出的電機太大可以考慮加配減速裝置這樣可以節約成本也可以使您的設計更靈活。要選擇好合適的減速比要綜合考慮力矩和速度的關系選擇出最佳方案。

4. 最後還要考慮留有一定的(如百分之30 )力矩餘量和轉速餘量。

5. 盡量選擇混合式步進電機，它的性能高於反映式步進電機。

6. 盡量選取細分驅動器，且使驅動器工作在細分狀態。

3. 步進T型曲線加減速原理

步進T型曲線加減速原理是曲線往上走就是加速，如果從某點開始出現往下走的趨勢，那麼這段就是減速，曲線與t軸線的夾角越大算越陡，加速就越大。

步進T型曲線是一種用於步進電機加速度的新演算法可以實現速度曲線的實時參數化和計算，該演算法可以在低端微控制器上運行，只使用簡單的定點算術運算並且不使用數據表，它以恆定的加速度和減速度形成線性斜坡時間的准確近似值。

通常認為，步進電機線性速度斜坡的時間過於復雜，無法實時計算步驟延遲的精確公式如公式8所示。解決方案是將預加坡數據存儲在預編譯數組中，但此方法不靈活並浪費存儲器。

另一種選擇是使用功能更強大，處理成本更高的處理器，或者使用高級別的步進控制IC，本文使用24.8定點演算法在中等范圍的PIC微控制器上開發了一個精確的近似值，該近似值已經在C中實現。

4. stm32怎麼驅動步進電機

需要一個步進電機驅動器，最簡單的驅動就是自己寫延時函數，定時翻轉IO口的電平；也可以用定時器的PWM模式輸出PWM，打開GPIO的復用，配置定時器到PWM模式就可以，每個定時器有4路PWM，每一路對應一個IO口，也可以重映射；復雜的加減速，就需要步進電機驅動演算法，可以用SPTA演算法，曲線趨近於S型。

5. 如何做好步進電機的升降曲線

做好步進電機的升降曲線的方法如下：
所謂的升降曲線是指哪兩個值的函數關系，f(t)=fM-(fM-fb)*exp(-t/T),以這個公式來應該是頻率和時間的關系，如果fM是最高運行頻率，fb是啟動頻率的話，還需要確定的就是T值，可以在不同頻率下控制電機啟動，記錄下各啟動頻率狀態下到最高頻率所需要的時間t（也就是升速時間）那應該就可以了，如果需要脈沖數和時間的關系，對函數積分得到P（t）=fM*t+{(fM-fb)*T*[e(-t/T)+c]}，然後通過確定在時間段內脈沖數的多少來確定C的值就可以得到脈沖和時間關系了。得出關系以後就可以用描點法作圖了。
步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決於脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為「步距角」，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。

6. 步進電機S型加減速控制定時常數

不同步進電機的起跳速度是不一樣的，所以沒有固定的角減速定時表。你可以自己先測試下你所使用的步進電機起跳頻率，一般目標頻率和起跳頻率之間均勻設置10個速度台階就能滿足一般的加減速需求，每個速度台階停留相同的時間，就能成為定加速度曲線，即直線型加速曲線，曲線的平緩程度可以通過速度台階停留時間來長短來控制，如果是s型的話，每個台階停留時間就不相同了，只要是在加速開始階段的每個速度台階停留時間遞減和加速末期每個速度台階停留的時間遞增來形成。而加速中間階段速度台階停留時間相同。這樣就能形成s型加速曲線。如要提高速度的平滑性，可以增加速度台階數目。

7. 如何做好步進電機的升降曲線

步進電機的轉速是隨輸入脈沖信號的變化而變化的。從理論上說，只要給驅動器脈沖信號即可。每給驅動器一個脈沖（CP），步進電機就旋轉一個步距角（細分時為一個細分步距角）。但是，由於步進電機性能關系，CP信號變化太快，步進電機將跟不上電信號的變化，這時會產生堵轉和丟步現象。所以步進電機要在高速時，必須有升速過程，在停止時必須有降速過程。一般升速與降速規律相同，以下以升速為例介紹：
升速過程由起跳頻率加升速曲線組成（降速過程反之）。起跳頻率不能太大，否則也會產生堵轉和失步。升降速曲線一般是為指數曲線或經過修調的指數曲線，當然也可採用直線或正弦曲線等。用戶需根據自己的負載選擇合適的響應頻和升降速曲線，找到一條理想的曲線並不容易，一般需要多次試機才行。指數曲線在實際軟體編程過程中比較麻煩，一般事先算好時間常數存儲在計算機存儲器呢，工作過程中直接選取。山社步進電機www.samsrmotor.com.cn

8. 3d列印機步進電機曲線加速是什麼

啟動速度按照S型曲線逐漸增加。3d列印機為列印機的一種，其才用的電機為步進電機，而S型曲線加速是指步進電機的啟動速度按照S型曲線逐漸增加，以達到設定的最大速度，因此是啟動速度按照S型曲線逐漸增加。電機（英文：Electricmachinery，俗稱「馬達」）是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。

9. 關於步進電機的角加速度和加減速曲線的問題

如果假定是恆角加速度控制，並且初始角速度為0，設角加速度為α，α=dw/dt,積分得到w=α*t,w=dθ/dt,積分得到α=4000rad·s-2；但是一般步進電機加減速曲線往往是只能從電機測得，步進電機控制本身就是通過驅動控制器對電機輸入脈沖信號對電機的每相按一定順序進行勵磁從而進行驅動的，視不同步進產品可能勵磁後角加速度都不同，指數演算法其實應該更接近實際一些。http://wenku..com/link?url=__hO8X8eA86fAhLBR5Wr-WoIK，希望能幫到你一些