使用S曲线算法进行步进电机的加减速控制的教程.pdf

针对不同约束条件下步进电机加减速的控制问题，首先分析了 S 曲线算法原理，寻找 S 曲线算法与其它常见的步进电机运动控制算法之间的联系。然后在分析 S 曲线传统的七段模型后，提出了基于 S 曲线的步进电机加速度和速度控制方法，并讨论了当约束参数发生变化时实际的 S 曲线规划方法。最后，给出了不同约束条件下步进电机的加减速仿真曲线。研究结果表明，这种方法可以满足不同约束条件下步进电机加减速的控制。

 

在现代的运动系统中，为了追求更高的控制精度和更好的控制性能，步进电机被广泛应用于机电一体化系统中的运动控制单元。步进电机是一种把脉冲信号转换成角位移的机电元件，具有控制精度高、控制简单等特点，即使在开环条件下也能获得较高的控制精度。但是步进电机在启动时，会有启动慢、启动失步和启/停段冲击大等现象，因此对步进电机启动、停止阶段的加速度进行规划，保证步进电机启/停时加速度和速度的连续性以减小冲击具有很强的实际意义。

 

目前，常用的步进电机加减速控制算法有 3 种，即梯形曲线、指数曲线、S 曲线，这些算法各有特点。S曲线算法由于其加速度和速度曲线的连续性，能够保证步进电机在运动过程中速度和加速度没有突变，减小冲击，提高步进电机运动的平稳性，常被应用于精确控制中，如数控系统、医疗器械和机器人系统等。现有的关于 S 曲线算法的研究大多针对特定情况对算法做了简化处理，本研究将依托 S 曲线的原始模型，重点研究当被控对象的约束条件变化时步进电机在启/停阶段加速度和速度的控制方法。