郑灵瑜， 张团善， 杜 鑫

(西安工程大学 陕西省智能纺织装备研究院， 陕西 西安 710048)

两相混合式步进电机开环运行精度高，控制简单，其运行速度与控制脉冲频率成正比，角位移与脉冲个数成严格的正比[1]，在工业控制系统、办公自动化、机器人和纺织等领域得到广泛应用。步进电机开环存在震荡，严重时会造成失步或过冲[2-3]，对于高精度要求场合难以满足控制需求。

在工业控制领域中大多采用闭环的控制方法来解决失步，但是单纯的PID调节难以取得理想的效果，往往伴随着速度的超调，响应时间长，稳态误差等问题。国外学者提出用细分与闭环相结合的方法通过减小步距角来改善步进电机的低速共振，解决失步问题，但存在大量的谐波，无法实现精准控制[4-6]。唐佳伟采用SVPWM与传统PI相结合的方法减弱了低速谐波，但中高速时仍存在稳态误差，且存在超调和响应时间长等问题[7]。翟雁等采用模糊PID来改善步进电机超调的问题，这种方法需要以丰富的调试经验为基础且在硬件上不易实现[8]。鲁有宏和李明艳等介绍了机械阻尼与电磁阻尼的一些基本方法，调频调压、开关式电磁阻尼等来改善步进电机阻尼特性，但这些方法依赖于模型的参数，鲁棒性不强[9-10]。

针对以上问题，课题组结合SVPWM，对现有的PI调节器进行改进，针对中高速的稳态波动现象提出了一种新的速度阻尼法，建立了一种改善超调、降低稳态误差的高精度的步进电机闭环控制系统模型，并对模型进行了仿真，取得了良好的控制效果。……