宋建国, 韩鹏杰, 卢 意

(北京工业大学 信息学部，北京 100000)

0 引 言

随着生产自动化程度的提高，流水线生产作业也越来越普遍，驱动其运动的电机在预设时间到达预设位置且运行平滑准确是流水线作业的核心，即定时间运行定距离，其主要要求是力矩足够，运行时间和距离精确且一般行程较短。步进电机以其控制简单，价格低廉，无累计误差精度较高等优势广泛用于电机控制生产领域。但步进电机自身存在精度误差，电机起动时可能产生低频共振，起动停止速度突变时容易造成失步越步等，这些均会使系统最终运动效果不理想，使估计预设运动时间和预设运动距离不匹配，因此开环下合理规划电机运动过程使其运动过程平稳是能够精确控制电机的先决条件，通常设计加减速曲线将电机起动运行停止过程进行平滑控制，常用梯形、S型、指数型3种变速曲线进行变速控制，保证电机平稳运行。现阶段对于变速曲线研究应用主要侧重于平稳性，对于运动过程的时间距离准确性没有过多研究，但在实际应用中往往需要同时考虑运动平稳性和时间距离准确性。因此，本文针对于要求步进电机固定距离精确起停的情况进行系统设计，通过分析对比3种加速曲线[1]，选用S型加速曲线符合本设计要求，对比分析多种S曲线函数，提出了新型余弦S曲线，对于S变速阶段实际运动距离难以计算的问题提出了解决方案，结合本设计要求，搭建控制模型进行仿真分析，搭建硬件测试平台实践验证，验证了控制算法的合理性，通过简单的参数设置，本设计可以满足要求步进电机固定距离精确起停的工况。……