基于PLC实现步进电机S型曲线加速的方法,关于免费步进电机论文范文在这里免费下载与阅读,为您的步进电机相关论文写作提供资料。
步进电机论文参考文献：
摘 要：步进电机时常用的开环控制电器,控制精度较高,但实际使用中容易出现过冲或者失步现象,所以需做好升速和降速处理,本文主要阐述基于PLC实现步进电机S型曲线加速的方法.
关键词：步进电机；S型曲线加速；PLC；可编程序控制器
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.131
1 系统简介
在当前数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛,步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的开环电机.在正常工作状态下,电机的转速和转动角度（或圈数）只由控制脉冲信号的频率和脉冲数决定.
步进电机和交流伺服电机同为常用驱动电器,但在对定位精度要求不是非常高的场合,使用步进电机比伺服具有明显优势：①步进电机对脉冲信号的跟随性优于伺服电机；②步进电机和步进电机驱动低于伺服电机.
由于步进电机为开环控制电器,当旋转角度发生错误时无法自动修正.当步进电机在启动时脉冲频率过高或负载过大,在惯性作用下容易出现失步或堵转的现象.若启动时启动扭力过大,会出现堵转现象,使实际旋转角度小于脉冲控制角度.若停止时转速过高容易出现电机过冲现象,使实际旋转角度大于脉冲控制角度.为了保证步进电机的控制精度,必须在控制脉冲上做好升速和降速过程的处理.
步进电机常用加速方式由直线型加速和曲线型加速.直线型加速由线性加速、梯形加速等；曲线型加速由指数型加速和S型加速等.直线型加速控制简单容易实现,但加速过程不够平滑,实际加速效果不如曲线型加速.曲线型加速过程平滑,但不容易实现.
本文主要论述基于PLC（可编程控制器）的S型曲线加速应用和实现方法.PLC是当前主流的工业自动化控制器之一,也小批量生产的设备控制中应用最多的控制器,PLC编程灵活,方便拓展,成本低,选用具有高速脉冲的PLC型号可直接输出控制脉冲和方向脉冲来对步进电机进行控制.
PLC选用台达DVP-EH3系列,它是台达DVP-E系列的最高级主机,具备优异的运动控制功能,可实现直线插补,圆弧插补功能,性能质量稳定,性价比高.DVP-EH3系列本身带有高速脉冲发生器,可发出最大100KHZ脉冲,满足对步进电机的控制要求,并可通过程序进行函数计算,通过函数计算结果实时改变脉冲频率,达到变速或变加速控制.
2 波形曲线
S型加速曲线选用余弦函数π-2π段波形,图1所示即为实际速度曲线,其中V0为目标速度（频率）,T为加速时间,曲线波峰为,波谷为0,周期为2T.0-T段波形为余弦函数左移半个周期（即T）上移一个波峰（即V0）,角频率 ,故加速段的函数为：
由于PLC内三角函数是以角度单位进行计算,且计算范围为,故在PLC中进行运算时应将弧度换算为角度,PLC内计算函数为：
3 S型加速曲线在PLC中的实现
台达DVP-EH3系列PLC的Y0为脉冲输出,Y1为方向脉冲输出,可直接接入步进电机驱动器的控制脉冲输入接口,PLC输出电压为24VDC,24VDC电压在大多数步进电机驱动器的控制脉冲输入接口上可以通用,若步进电机驱动器的控制脉冲输入接口为5VDC或12VDC输入电压,可外接独立电源,防止电压过高.根据实际需要设置步进电机的细分,则当PLC程序控制Y0、Y1输出脉冲时,输出脉冲通过细分驱动器控制步进电机旋转一个角度,旋转速度为PLC的脉冲输出频率.
子程序P001为函数式计算程序,根据控制需求选用0.01s计时,台达DVP-EH3系列PLC的T200定时器计时单位为10ms（即0.01s）,将T200计时结果存入寄存器D90,D90即为t（当前时间）.T（加速时间）为设定值,可根据需求设置1-30000（单位为10ms）任意整数值,设定值存于寄存器D200,D200寄存器有断电保持功能,当设备断电后可自动保存,无需重新设置.因当前加速时间小于所设定的加速时间,所以 的结果为小数,在对寄存器D90和D200 进行除法运算时需用浮点数运算,程序“DEDIV D90 D200 D102”中寄存器D102即為浮点数除法运算的结果,即 的值.寄存器D108为运算后的结果,结果为浮点数.将D108进行DCOS运算后所得结果即为.寄存器D124的值为函数式中v的当前值,脉冲频率必须为整数型,所以需通过程序“DINT D124 D126”将D124转为整数型,D126即为所需要的当前频率,即运行速度.
通过DDRVI指令将所需要的控制脉冲由Y0和Y1端口输出,其中D204为脉冲数.如果需要进行减速,则需要提取当前已发脉冲数再进行计算,DVP-EH3中已发脉冲数目寄存器为D1030（Y0 脉冲输出个数Low word）、D1031（Y0 脉冲输出个数High word）、D1032（Y1 脉冲输出个数Low word）和D1033（Y1 脉冲输出个数High word）,具体计算方法本文不做阐述.
参考文献：
[1]朱晓春,屈波,孙来业,汪木兰.S曲线加减速控制方法研究[J].中国制造业信息化,2006（23）.
[2]黄兆斌,黄云龙,余世明.几种步进电机加减速方法的对比研究及其应用[J].机电工程,2011（08）.
结论：适合步进电机论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关步进电机开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
基于PLC多步进电机独立控制技术
摘 要：可编程逻辑控制器（Programmable logic Controller）简称PLC， 它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序。
S型转向运动无碳小车设计调试
摘 要：基于第五届北京市大学生工程训练综合能力竞赛中“S型无碳小车”的相关设计要求，设计了以重力势能驱动的，以空间曲柄摇杆机构来实现转向要求的无。
ＨＵｂ－ａｎｄ－Ｓｐｏｋｅ型运输网络改善方法其应用
摘要：Hub-and-spoke(本文简称为HS)网络形式被广泛采用于多个领域，其在实践中显现的缺陷也为学术界所重视。本文采用运输车辆空驶吨公里。
李稻葵宏观经济正在走出U型曲线
2015年4月26日，清华大学教授、著名经济学家李稻葵教授应邀出席“中国进出口企业年会2015暨中国对外贸易500强俱乐部年会”。演讲中李稻葵首。