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机械加减速控制电路
发布时间:2013-08-01 19:11:58 点击浏览:
    以步进电机为驱动元件的开环进给系统,由于步进电机在高速下起动、停止、反向或速度突然大幅度变化时,会出现失步现象,因此在数字控制装置中需设置加、减速控制电路,使步进电机按照一定规律变速起动、停止或反向。
    常用的加、减速控制电路有以下几种。
    1.可逆计数器组成的加、减速控制电路
    图3所示是由同步器、可逆计数器、数字模拟转换器和电压控制振荡器组成的自动加、减速控制电路。在实际工作时,指令脉冲和输出反馈脉冲是异步信号,为避免由于时间重叠造成计数误差,电路中设置了同步器。同步器将指令脉冲送入可逆计数器的“+”输入端,将输出反馈脉冲送入可逆计数器的“-”愉入端,因此计算出可逆计数器中的数从是输入脉冲与输出脉冲的差值。
    数字模拟转换器的输出电压V0与N0成正比,电压控制振荡器输出脉冲的频率了f出与V0成正比,因而f出与V0几与从成正比。当可逆计数器中的数N0=0时,可逆计数器的全零输出端发出信号将输出门封死,脉冲停止输出。
    输出脉冲通向步进电机的环形分配器控制步进电机旋转,其转速与脉冲频率成正比。
    当要求步进电机突然升速时,指令脉冲频率f指突升到某一值,即f 指>f出。此时,可逆计数器的数值开始逐渐累加,即N0逐渐增值,因而f出随之逐渐增大,步进电机转速逐渐升高。只要f指>f出的状态继续下去,可逆计数器的数值就继续增加,步进电机的转速就逐渐升高,这就是升速过程。在升速过程中,输入的指令脉冲数始终比步进电机已走过的步数多,其差值累计在可逆计数器内。经过一定时间,当振荡器的频率升到与指令脉冲的频率相等,即f出=f指时,可逆计数器的存数N0保持不变,f出保持不变,达到了给定转速,步进电机开始匀速转动,进入匀速运转过程。
    当指令要求突然减速时,指令脉冲频率f指先突然下降到某一数值,即f出     当可逆计数器中的数N0=0时,全零输出端发出信号,经反相后将输出门封住,脉冲停止输出,即累计的输出脉冲数与输入的指令脉冲数最后相等时停止运动。位移完全跟踪指令数值,不会产生误差。
    指令脉冲与输出脉冲的时间关系如图所示。
    可见指令脉冲频率突变时,输出脉冲频率按指数曲线变化。其时间常数T。调节K值即可改变过渡过程。在实用时,可根据步进电机带负载的实际升、降速能力调节K值,以便即能充分发挥步进电机的性能,又能使运行精确稳定。
    可逆计数器的最大容量需根据最高输出脉冲频率f出来选择。
   2.寄存器组成的加、减速控制电路
    图4所示为由寄存器、比较器、可逆计数器、电压控制振荡器(VCO)和脉冲源(MFk )组成的加、减速控制电路。
    寄存器中存放的是指令速度码,它与指令速度成正比。比较器将寄存器中的数码F和可逆计数器中的数码C进行比较,若F>C,即要求升速,则控制门打开,MFk的脉冲送到比较器的“加”输入端,比较器中的数逐渐增大,一直增到与寄存器中的数码相等时,门皆关闭,可逆计数器中的数保持不变。若F
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