步进电机实时s型曲线算法

1. 如何用STC15单片机实现步进电机S曲线加减速

单片机通过软件来控制步进电机,更好地挖掘出了电机的潜力。因此,用单片机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势,也符合数字化的时代趋。

主要分类

步进电机从其结构形式上可分为反应式步进电机（Variable Reluctance，VR）、永磁式步进电机Permanent Magnet,PM）、混合式步进电机（Hybrid Stepping

2. 步进电机的选型和相关计算方法

步进电机

是一种作为控制用的特种电机它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的其特点是没有积累误差(精度为百分之100)所以广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动这种装置就是步进电机驱动器它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移或者说控制系统每发一个脉冲信号通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。虽然步进电机已被广泛地应用但步进电机并不能象普通的直流电机交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

根据要求选型：

1、 步进电机转矩的选择

步进电机的保持转矩，近似于传统电机所称的“功率”。当然有着本质的区别。步进电动机的物理结构，完全不同于交流、直流电机，电机的输出功率是可变的。通常根据需要的转矩大小(即所要带动物体的扭力大小)来选择哪种型号的电机。大致说来扭力在0.8N.m以下选择20、28、35、39、42(电机的机身直径或方度，单位mm);扭力在1N.m左右的，选择57电机较为合适。扭力在几个N.m或更大的情况下，就要选择86、110、130等规格的步进电机。

2、 步过电机转速的选择

对于电机的转速也要特别考虑。因为电机的输出转矩与转速成反比。就是说步进电机在低速(每分钟几百转或更低转速，其输出转矩较大)，在高速旋转状态的转矩(1000转/分--9000转)就很小了。当然，有些工况环境需要高速电机，就要对步进电动机的线圈电阻、电感等指标进行衡量。选择电感稍小一些的电机作为高速电机，能够获得较大输出转矩。反之要求低速大力矩的情况下，就要选择电感在十几或几十mH,电阻也要大一些为好。

3、 步进电机空载起动频率的选择

步进电机空载起动频率通常称为“空起频率”。这是选购电机比较重要的一项指标。如果要求在瞬间频繁启动、停止并且转速在1000转/分钟左右(或更高)通常需要“加速启动”。如果需要直接启动达到高速运转最好选择反应式或永磁电机。这些电机的“空起频率”都比较高。

4、 步进电机的相数选择

步进电机的相数选择这项内容，很多客户几乎没有什么重视大多是随便购买。其实不同相数的电机工作效果是不同的。相数越多步距角就能够做的比较小工作时的振动就相对小一些。大多数场合使用两相电机比较多。在高速大力矩的工作环境，选择三相步进电机是比较实用的。

5、 针对步进电机使用环境来选择

特种步进电机能够防水、防油用于某些特殊场合。例如水下机器人就需要放水电机。对于特种用途的电机就要针对性选择了。

6、 根据您的实际情况可否需要特殊规格定制

特殊规格的步进电机，请和我们沟通在技术允许的范围内，加工订货。例如出轴的直径、长短、伸出方向等。

7、 如有必要最好与厂家的技术工程师进一步沟通与确认型号

如有必要最好与厂家的技术工程师进一步沟通，以便于确认你要选择的步进机电能否满足你所要求各方面的指标。

选型原则

1. 首先确定步进电机拖动负载所需要的扭矩。首先确定客户需要什么扭矩或者需要带动多大的负载。由于步进电机是控制类电机所以目前常用步进电机的最大力矩不超过 45Nm 力矩越大成本越高，如果您所选择的电机力矩较大或超过此范围可以考虑加配减速装置。

2. 确定步进电机的最高运行转速。转速指标在步进电机的选取时至关重要步进电机的特性是随着电机转速的升高扭矩下降其下降的快慢和很多参数有关如 : 驱动器的驱动电压、电机的相电流、电机的相电感、电机大小等等一般的规律是驱动电压越高力矩下降越慢电机的相电流越大力矩下降越慢。在设计方案时应使电机的转速控制在 1500 转 / 分或 1000 转 / 分当然这样说很不规范可以参考〈矩 - 频特性〉

3. 根据负载最大力矩和最高转速这两个重要指标再参考〈矩 - 频特性〉，给客户推荐合适的电机。如果您认为自己选出的电机太大可以考虑加配减速装置这样可以节约成本也可以使您的设计更灵活。要选择好合适的减速比要综合考虑力矩和速度的关系选择出最佳方案。

4. 最后还要考虑留有一定的(如百分之30 )力矩余量和转速余量。

5. 尽量选择混合式步进电机，它的性能高于反映式步进电机。

6. 尽量选取细分驱动器，且使驱动器工作在细分状态。

3. 步进T型曲线加减速原理

步进T型曲线加减速原理是曲线往上走就是加速，如果从某点开始出现往下走的趋势，那么这段就是减速，曲线与t轴线的夹角越大算越陡，加速就越大。

步进T型曲线是一种用于步进电机加速度的新算法可以实现速度曲线的实时参数化和计算，该算法可以在低端微控制器上运行，只使用简单的定点算术运算并且不使用数据表，它以恒定的加速度和减速度形成线性斜坡时间的准确近似值。

通常认为，步进电机线性速度斜坡的时间过于复杂，无法实时计算步骤延迟的精确公式如公式8所示。解决方案是将预加坡数据存储在预编译数组中，但此方法不灵活并浪费存储器。

另一种选择是使用功能更强大，处理成本更高的处理器，或者使用高级别的步进控制IC，本文使用24.8定点算法在中等范围的PIC微控制器上开发了一个精确的近似值，该近似值已经在C中实现。

4. stm32怎么驱动步进电机

需要一个步进电机驱动器，最简单的驱动就是自己写延时函数，定时翻转IO口的电平；也可以用定时器的PWM模式输出PWM，打开GPIO的复用，配置定时器到PWM模式就可以，每个定时器有4路PWM，每一路对应一个IO口，也可以重映射；复杂的加减速，就需要步进电机驱动算法，可以用SPTA算法，曲线趋近于S型。

5. 如何做好步进电机的升降曲线

做好步进电机的升降曲线的方法如下：
所谓的升降曲线是指哪两个值的函数关系，f(t)=fM-(fM-fb)*exp(-t/T),以这个公式来应该是频率和时间的关系，如果fM是最高运行频率，fb是启动频率的话，还需要确定的就是T值，可以在不同频率下控制电机启动，记录下各启动频率状态下到最高频率所需要的时间t（也就是升速时间）那应该就可以了，如果需要脉冲数和时间的关系，对函数积分得到P（t）=fM*t+{(fM-fb)*T*[e(-t/T)+c]}，然后通过确定在时间段内脉冲数的多少来确定C的值就可以得到脉冲和时间关系了。得出关系以后就可以用描点法作图了。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

6. 步进电机S型加减速控制定时常数

不同步进电机的起跳速度是不一样的，所以没有固定的角减速定时表。你可以自己先测试下你所使用的步进电机起跳频率，一般目标频率和起跳频率之间均匀设置10个速度台阶就能满足一般的加减速需求，每个速度台阶停留相同的时间，就能成为定加速度曲线，即直线型加速曲线，曲线的平缓程度可以通过速度台阶停留时间来长短来控制，如果是s型的话，每个台阶停留时间就不相同了，只要是在加速开始阶段的每个速度台阶停留时间递减和加速末期每个速度台阶停留的时间递增来形成。而加速中间阶段速度台阶停留时间相同。这样就能形成s型加速曲线。如要提高速度的平滑性，可以增加速度台阶数目。

7. 如何做好步进电机的升降曲线

步进电机的转速是随输入脉冲信号的变化而变化的。从理论上说，只要给驱动器脉冲信号即可。每给驱动器一个脉冲（CP），步进电机就旋转一个步距角（细分时为一个细分步距角）。但是，由于步进电机性能关系，CP信号变化太快，步进电机将跟不上电信号的变化，这时会产生堵转和丢步现象。所以步进电机要在高速时，必须有升速过程，在停止时必须有降速过程。一般升速与降速规律相同，以下以升速为例介绍：
升速过程由起跳频率加升速曲线组成（降速过程反之）。起跳频率不能太大，否则也会产生堵转和失步。升降速曲线一般是为指数曲线或经过修调的指数曲线，当然也可采用直线或正弦曲线等。用户需根据自己的负载选择合适的响应频和升降速曲线，找到一条理想的曲线并不容易，一般需要多次试机才行。指数曲线在实际软件编程过程中比较麻烦，一般事先算好时间常数存储在计算机存储器呢，工作过程中直接选取。山社步进电机www.samsrmotor.com.cn

8. 3d打印机步进电机曲线加速是什么

启动速度按照S型曲线逐渐增加。3d打印机为打印机的一种，其才用的电机为步进电机，而S型曲线加速是指步进电机的启动速度按照S型曲线逐渐增加，以达到设定的最大速度，因此是启动速度按照S型曲线逐渐增加。电机（英文：Electricmachinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。

9. 关于步进电机的角加速度和加减速曲线的问题

如果假定是恒角加速度控制，并且初始角速度为0，设角加速度为α，α=dw/dt,积分得到w=α*t,w=dθ/dt,积分得到α=4000rad·s-2；但是一般步进电机加减速曲线往往是只能从电机测得，步进电机控制本身就是通过驱动控制器对电机输入脉冲信号对电机的每相按一定顺序进行励磁从而进行驱动的，视不同步进产品可能励磁后角加速度都不同，指数算法其实应该更接近实际一些。http://wenku..com/link?url=__hO8X8eA86fAhLBR5Wr-WoIK，希望能帮到你一些