絲桿步進電機基本原理

本電機的基原理：采用一根螺桿和螺母相嚙合，采取某種方法防止螺桿螺母相對轉(zhuǎn)動，從而使螺桿軸向移動。一般而言，有兩種實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的方式，頭種是在電機內(nèi)置一個帶內(nèi)螺紋的轉(zhuǎn)子，以轉(zhuǎn)子的內(nèi)螺紋和螺桿相嚙合而實現(xiàn)線性運動，第二種是以螺桿作為電機出軸，在電機外部通過一個外部驅(qū)動螺母和螺桿相嚙合從而實現(xiàn)直線運動。這樣做的結(jié)果是大大簡化了設(shè)計，使得在許多應(yīng)用領(lǐng)域中能夠在不安裝外部機械聯(lián)動裝置的情況下直接使用絲桿步進電機進行精密的線性運動。

步進電機的自適應(yīng)控制

自適應(yīng)控制是在 20 世紀(jì) 50 年代發(fā)展起來的自動控制領(lǐng)域的一個分支 。它是隨著控制對象的復(fù)雜化 ,當(dāng)動態(tài)特性不可知或發(fā)生不可預(yù)測的變化時 ，為得到高的性能的控制器而產(chǎn)生的 。其主要優(yōu)點是容易實現(xiàn)和自適應(yīng)速度快 ,能有效地克服電機模型參數(shù)的緩慢變化所引起的影響 ,是輸出信號跟蹤參考信號 。文獻(xiàn)研究者根據(jù)步進電機的線性或近似線性模型推導(dǎo)出了全局穩(wěn)定的自適應(yīng)控制算法 , 這些控制算法都嚴(yán)重依賴于電機模型參數(shù) 。文獻(xiàn)將閉環(huán)反饋控制與自適應(yīng)控制結(jié)合來檢測轉(zhuǎn)子的位置和速度 , 通過反饋和自適應(yīng)處理 ,按照優(yōu)化的升降運行曲線 , 自動地發(fā)出驅(qū)動的脈沖串 ，提高了電機的拖動力矩特性 ，同時使電機獲得準(zhǔn)確的位置控制和較高較平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速 。

目前 ，很多學(xué)者將自適應(yīng)控制與其他控制方法相結(jié)合 ，以解決單純自適應(yīng)控制的不足。文獻(xiàn)設(shè)計的魯棒自適應(yīng)低速伺服控制器 ，確保了轉(zhuǎn)動脈矩的很大化補償及伺服系統(tǒng)低速高精度的跟蹤控制性能 。文獻(xiàn)實現(xiàn)的自適應(yīng)模糊 PID 控制器可以根據(jù)輸入誤差和誤差變化率的變化 ，通過模糊推理在線調(diào)整 PID參數(shù) ，實現(xiàn)對步進電機的自適應(yīng)控制 ,，從而有效地提高系統(tǒng)的響應(yīng)時間 、計算精度和抗干擾性 。

步進驅(qū)動和伺服驅(qū)動的主要區(qū)別

步進電機主要是依相數(shù)來做分類，而其中又以二相、五相步進電機為目前市場上所廣泛采用。二相步進電機每轉(zhuǎn)較細(xì)可分割為400等分，五相則可分割為1000等分，所以表現(xiàn)出來的特性以五相步進電機較佳、加減速時間較短、動態(tài)慣性較低。

隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異。