LabVIEW控制步进电机自动升降速

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LabVIEW控制步进电机自动升降速La bVl EW控制步进电机自动升降速
LabVlEW controlling the automatic rising and falling speed of step motor
(1.张家口职业技术学院；2.中国农业大学)赵冬梅1，2张 宾2
Zhao，Dongmei Zhang，Bin
摘要：步进电机在开环控制系统中作为控制用电机和驱动用电机得到广泛使用，为防止失步和过冲，使用步进电机高速运行
时必须有升降速过程。本文在分析比较几种常用的升降速控制曲线基础上.利用LabVIEW通过PCI-1780卡实现了步进电机
自动升降速的软件控制。
关键词：步进电机：自动升降速；LabVIEW；软件控制
中图分类号：TP393.03 文献标识码：A
Abstract：Step motor is used as controlling and driving machine in opening loop controlling system widely.As high speed moving，step
motor must have rising and falling process avoiding losing step and over
step.Based on
analyzing and comparing some controlling
graph，this article realizes the soft controlling of step motorS automatic rising and falling speed using LabVIEW and PCI-1780 card.
Key words：step motor，automatic rising and falling speed，LabVIEW，soft control
1前言
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，在办公室自动化(OA)、工厂自动化
(FA)和计算机外部设备等领域作为控制用电机和驱动
用电机得到广泛使用。在各类高校机电、数控、自动化等
专业的教学中.步进电机是学生必须掌握的内容。
使用步进电机的开环控制系统必须在高速运行
前有-个逐渐升速的过程，否则步进电机将会失步，
临到终点前必须有-个减速过程，否则会造成过冲，
使定位不准，这种升降速必须在短时间内自动完成。
若用硬件方法实现，将增加硬件结构的复杂性从而增
加系统故障的出现次数；用软件实现将增加计算机硬
件实时计算工作量，有可能影响速度的提高，但随着
计算机硬件性能的提高，CPU的更快的运算速度为自
动升降速的软件实现提供了硬件保障。而LabVIEW
(Laboratory of virtual instruments engineering work-
bench)是美国NI公司利用虚拟仪器技术开发的32
位、面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台1，
21。该软件具有十分强大的功能，包括数值函数运算、
数据采集、信号处理、输入/输出控制、信号生成、图像
的获娶处理和传输等，提供了编写仪器测试程序与建
立数据采集系统的便捷途径。采用旋钮、开关、波形图
等构造用户界面，人机交互界面友好。利用LabVIEW
编程可以摆脱繁琐的底层命令，直接选用相关图标节
点进行连线即可，容易实现程序的控制。
赵冬梅：讲师硕士
2常用的步进电机自动升降速控制
曲线
常用的控制曲线有以下几种
1.速度时间曲线是梯形的运动(图1)
电机做梯形运动时。其运动过程是首先以-定的加速
度加速运动，当速度达到指定的速度时，开始匀速运
动。减速时，以-定的加速度减速运动到指定的速度
后匀速运动或停下来。这种升降速控制方法计算简
单.节竖时，但因为加速、匀速和减速过程不能光滑
过渡，即加速度对时间的函数a(t)dv(t)/dt不是连续函
数，而存在阶跃现象。这将影响电机和机械系统的使
用寿命，所以适用于控制系统处理速度较慢且对升降
速过程要求不高的诚。
加速/
≮ S T， T2 T1 D t
图1梯形v-t曲线
2.速度时问曲线是S型的运动(图2)
图2 S型v-t曲线
图2中M-B为加加速运动阶段，B-C为加速运动
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