基于AT91SAM9261的步进电机S曲线_加减速控制研究与实现1
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［自控·检测］
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５２８９５．２０１２．０３．０１７
收稿日期：２０１１１０３１；修回日期：２０１１１１１０
作者简介：简毅（１９６８），男，重庆人，重庆大学机械工程学院副教授，硕士生导师，主要研究方向为机电一体化技术、智能控制与
计算机协同监控。通信作者：刘宝；
Ｅｍａｉｌ：ｌｂｃｑｕ２０１２＠１２６．ｃｏｍ
基于 ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１的步进电机 Ｓ曲线
加减速控制研究与实现
简 毅，刘 宝
（重庆大学 机械工程学院，重庆 ４０００３０）
摘 要：步进 电 机 按 照 Ｓ型 曲 线 加 减 速 时 不 存 在 柔 性 冲 击，适 合 于 高 速 运 动。采 用 了 嵌 入 式 ＡＲＭ 片 上 系 统
ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１作为控制平台，研究了其脉冲产生机制，对 Ｓ曲线加减速的算法及其曲线方程作了分析推导并研究了将
曲线转化为脉冲的离散实现过程；然后列举了实际运动中可能出现的加减速情况并针对各情况分析了实时运动控制过
程。最后通过脉冲测试证明，所提出的加减速算法及运动控制方法可行有效，能够适应各种不同运动参数，提高了步进
电机的效率和稳定性。图
７表 １参 １１
关 键 词：步进电机；运动控制；Ｓ曲线加减速；嵌入式；ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１系统
中图分类号：ＴＰ２７３．５；ＴＭ３８３．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５２８９５（２０１２）０３００６２０５
ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＳＣｕｒｖｅＡｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄ
ＤｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＳｔｅｐＭｏｔｏｒＢａｓｅｄｏｎＡＴ９１ＳＡＭ９２６１
ＪＩＡＮＹｉ，ＬＩＵＢａｏ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷｈｅｎｔｈｅｓｔｅｐｍｏｔｏｒａｃｃｅｌｅｒａｔｅｓｏｒｄｅｃｅｌｅｒａｔｅｓｔｏＳｃｕｒｖｅ，ｔｈｅｒｅｉｓｎｏｓｏｆｔｉｍｐａｃｔ，ｗｈｉｃｈｉｓｇｏｏｄｆｏｒｈｉｇｈ
ｓｐｅｅｄｍｏｔｉｏｎ．ＴｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄＡＲＭｓｏｃＡＴ９１ＳＡＭ９２６１ｗａｓａｄｏｐｔｅｄａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｔｆｏｒｍｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｐｕｌｓｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ
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ａｃｔｕａｌｍｏｔｉｏｎ
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ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｓｏｆａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｐｏｓｅｄａｒｅｆｅａｓｉｂｌｅａｎｄｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｐｍｏｔｏｒ；ｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ；Ｓｃｕｒｖｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ；ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１ｓｙｓｔｅｍ
０ 引言
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移
的开环控制元件，具有精度高、运行可靠、无累计误差
等优点，因而被广泛应用于数字控制系统中
［１］
。步进
电机启动时脉冲频率不能高于空载启动频率，否则电
机会发生丢步或堵转。因此要达到较高的运行频率电
机必须有一个加速过程。常见的加减速算法有直线加
减速、指数曲线加减速等，因其均具有柔性冲击，故不
适合高速运动
［２］
。针对于此，文中提出了一种基于嵌
入式
ＡＲＭ片上系统 ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１的 Ｓ曲线加减速
算法并研究了其实现和运动控制过程，从而解决了步
进电机加减速过程中的柔性冲击问题，增强了电机高
速运动时的稳定性和可靠性。
１ ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１脉冲发生原理
１．１ ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１简介
ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１是 Ａｔｍｅｌ公 司 生 产 的 一 款 以
ＡＲＭ９２６ＥＪＳＡＲＭ／Ｔｈｕｍｂ处 理 器 为 核 心 的 高 性 能
ＡＲＭ片 上系统。主时钟 频率 １９０ＭＨｚ时性能高达
轻工机械
ＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙＭａｃｈｉｎｅｒｙ
２０１２年第 ３期
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