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步進電機的主要分類

步進電動機的結構形式和分類方法較多，一般按勵磁方式分為磁阻式、永磁式和混磁式三種；按相數可分為單相、兩相、三相和多相等形式。 

在我國所采用的步進電機中以反應式步進電機為主。步進電機的運行性能與控制方式有密切的關系，步進電機控制系統從其控制方式來看，可以分為以下三類：開環控制系統、閉環控制系統、半閉環控制系統。當對步進電機的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進電機步進轉動。半閉環控制系統在實際應用中一般歸類于開環或閉環系統中。 

步進電機的PID控制

PID 控制作為一種簡單而實用的控制方法 , 在步進電機驅動中獲得了廣泛的應用。它根據給定值 r( t) 與實際輸出值 c(t) 構成控制偏差 e( t) , 將偏差的比例 、積分和微分通過線性組合構成控制量 ,對被控對象進行控制 。從這里我們可以看出，步進電機要運轉那么必須要輸入脈沖，如果沒有脈沖，步進電機是不動的，所以我們需要一個驅動器來給步進電機的各項繞組依次通電。文獻將集成位置傳感器用于二相混合式步進電機中 ,以位置檢測器和矢量控制為基礎 ,設計出了一個可自動調節的 PI 速度控制器 ,此控制器在變工況的條件下能提供令人滿意的瞬態特性 。文獻根據步進電機的數學模型 ,設計了步進電機的 PID 控制系統 ,采用 PID 控制算法得到控制量 ,從而控制電機向規定位置運動 。通過驗證了該控制具有較好的動態響應特性 。采用 PID 控制器具有結構簡單 、魯棒性強 、可靠性高等優點 ,但是它無法有效應對系統中的不確定信息 。 

目前 , PID 控制更多的是與其他控制策略相結合 , 形成帶有智能的新型復合控制 。這種智能復合型控制具有自學習 、自適應 、自組織的能力 ,能夠自動辨識被控過程參數 , 自動整定控制參數 , 適應被控過程參數的變化 ,同時又具有常規 PID 控制器的特點。

步進電機的自適應控制

自適應控制是在 20 世紀 50 年代發展起來的自動控制領域的一個分支 。它是隨著控制對象的復雜化 ,當動態特性不可知或發生不可預測的變化時 ，為得到高的性能的控制器而產生的 。1870年前后開始以控制為目的的嘗試，應用于氫弧燈的電極輸送機構中。其主要優點是容易實現和自適應速度快 ,能有效地克服電機模型參數的緩慢變化所引起的影響 ,是輸出信號跟蹤參考信號 。文獻研究者根據步進電機的線性或近似線性模型推導出了全局穩定的自適應控制算法 , 這些控制算法都嚴重依賴于電機模型參數 。文獻將閉環反饋控制與自適應控制結合來檢測轉子的位置和速度 , 通過反饋和自適應處理 ,按照優化的升降運行曲線 , 自動地發出驅動的脈沖串 ，提高了電機的拖動力矩特性 ，同時使電機獲得更準確的位置控制和較高較平穩的轉速 。 

目前 ，很多學者將自適應控制與其他控制方法相結合 ，以解決單純自適應控制的不足。怎樣解決步進電機振動和噪聲大的缺點步進電機在低速轉動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來降低：A。文獻設計的魯棒自適應低速伺服控制器 ，確保了轉動脈矩的很大化補償及伺服系統低速高精度的跟蹤控制性能 。文獻實現的自適應模糊 PID 控制器可以根據輸入誤差和誤差變化率的變化 ，通過模糊推理在線調整 PID參數 ，實現對步進電機的自適應控制 ,，從而有效地提高系統的響應時間 、計算精度和抗干擾性 。

怎樣解決步進電機振動和噪聲大的缺點

步進電機在低速轉動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來降低：

A.如步進電機正好工作在共振區，可通過改變減速比等機械傳動避開共振區；

B.采用帶有細分功能的驅動器，這是很常用的、很簡便的方法；

C.換成步距角更小的步進電機，如三相或五相步進電機；

D.換成交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但成本較高；

E.在電機軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產品，但機械結構改變較大。

以上方法能有效降低步進電機的振動和噪聲，或許在實際應用中，還有其他的更適合的方法來解決，不妨發表出來共同討論學習。