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III
摘 要
步进电动机是用脉冲信号控制的, 步距角和转速大小不受电压波动和负载变化的
影响,也不受各种环境条件诸如温度、压力、振动、冲击等影响,而仅仅与脉冲频率
成正比,通过改变脉冲频率的高低可以大范围地调节电机的转速, 并能实现快速起动、
制动、反转,而且有自锁的能力,不需要机械制动装置,不经减速器也可获得低速运
行。它每转过一周的步数是固定的, 只要不丢步,角位移误差不存在长期积累的情况,
主要用于数字控制系统中,精度高,运行可靠。如采用位置检测和速度反馈,亦可实
现闭环控制。
图 0.1 步进电机在数控机床中的运用
在机电一体化中,步进电机是最常用的一种执行电机,它实现了机械中的角度、
位移的数字化控制, 从而使机械控制的精度大大提高。 现代控制技术中普遍采用的方
式为开环控制和闭环控制, 开环控制结构简单成本低但其精度不是太高; 闭环控制可
以实现高精度的控制, 但其结构复杂投入成本高。 步进电机的出现解决了这一技术难
题,它使得开环控制的精度和速度大大提高, 由它组成的步进式伺服控制系统实现了
数字化机械生产过程。 数控机床便是这一技术的成功体现, 伺服系统的性能是决定数
控机床加工精度和生产效率的主要因素之一。由步进电机执行的机床结构见图 1-1
所示.
除数控机床广泛采用步进电机外, 在数模转换装置、 计算机外围设备、 自动记录
仪、钟表、印刷设备等中亦有应用。
本设计的主要研究对象就是开环伺服系统中最常用的执行器件——步进机。
关键词 : 步进电机,脉冲信号,步距角,开环控制,闭环控制,伺服控制