應用微機實現步進電動機的速度控制
金孚安（陜西機械學院）
o引 言
應用微機控制步進電動機速度的優點是靈活方便、可靠性高以及造價低。本文就步進電動機的變速過程和變速原理提出新的看法，以便更好地設計步進電動機的速度控制程序。
1步進電動機速度控制原理
所謂步進電動機的速度控制就是控制步進電動機產生動作時間，使步進電動機按照給定的速度規律進行工作。
首先考慮步進電動機的勻加速過程。若步進電動機在初始時刻to=0的速度為零，現在要求步進電動機按勻加速度（a>0）加速，終止速度是y，步進電動機的速度控制曲線如圖中的曲線i（虛線）所示。
步進電動機的步進時間是離散的，它的工作過程是走一步停一下的循環過程。直線1只是理想的速度曲線，而決不是實際的速度曲線。
在to時刻進給脈沖mo，步進電機走一步，其位移為l步，間隔ti秒的，在時刻進給脈沖mi，容易看出步進在時間區間的平均速度是
平均速度曲線如圖la的直線段aibi所示。連結0，bi兩點，為了使直線obi和理想速度曲線i重合，別ti規滿足
(a)曲線i：理想加速曲線，曲線ⅱ：終止速度在v2和v3之間的加速原理曲線obibzb
(b)與曲線i相應的位移一時間曲線
(c)與曲線i相應的進給脈沖序列
若l為相鄰兩個進給脈沖mf_j，mf的時間間隔（單位：s），vi為步進電機在時間間隔( t/-/，ff)的平均速度（單位：步／秒），則
其相應的平均速度曲線分別是直線段和ai+ibi+i，連接bi、bi+i兩點，直線bibi+i和理想曲線i重合，則t須滿足
若約定vo=o時，把它代入(4)式確定ti，仍有(2)式所給出的結果。
這里再次強調指出，y是步進電機在時間間隔t.內的平均速度，(3)式是一個精確的解析表達式；≠決不是進給一步后的末速度。步進電機在f，時刻的末進速度vi是實際位移曲線（如圖lb曲線ⅲ所示）在ti時刻的切線的斜率，實際末速度vi很難用解析式表示。用運動學規律無法解釋曲線i是實際速度曲線，也無法解釋它在ti時刻的速度值等于≠i。
從上面的分析可以看出步進電機的速度控制實際上是按分級調速方式進行的。一般情況下，終止速度往往不是圖l口上的圓弧點。那么用公式(4)無法確定，因此最后一個脈沖時間間隔l應取
當不等式的右端為嚴格不等式時，此時步進電動機在t內的平均速度曲線是不和理想速度曲線i重合，它位于曲線i的下方。步時電動機的最后一級的加速度a
當不等式(5)的右端的等號成立時。就是理想速度曲線上的一個點。文中稱連接線。為加速原理曲線。
最后一個進給脈沖的時間間隔�？梢杂梢阎牡V。求出，利用(4)式可以反過來確定t。
若加速原理曲線和理想速度曲線重合，則按(6)式遞推m步有
若加速原理曲線和理想速度曲線不重合，則有
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