帮看下，这样的步进电机速度曲线加速曲线合理吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-10-22 05:50 标签： 步进电机加减速曲线
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步进电机S加速曲线算法
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步进电动机加减速曲线控制
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如何让步进电机平滑地加减速运动一段固定的行程
86步进电机
STM32F103ZET6微控制器
步进电机的转速由由输出给驱动器的PWM频率而定，使用MCU的一个定时器（TIM2_CH1）输出占空比 D=50% 的脉冲。
定时器的时钟频率为72MHz，分频后8Mhz，于是输出PWM的最低频率大约为120Hz。
假定需要在时间 t 内运行 &&角度，根据驱动器的细分数，齿轮传动比等可以算出所需要的脉冲数 pls_cnt。
1.双曲线加速
刚开始的想法是，前半程加速，后半程减速，加减速时间间隔为 delta_t，由另一定时器的中断周期而定，在定时器ISR里面对频率进行调整，便能让电机平滑地起停。
但是我并不能直接改变输出PWM的频率 freq，能直接改变的只是定时器的自动重载值 period，freq 和 period 之间显然是双曲线的关系：
其中 tim_freq = 8MHz,
让 period 线性化，结果导致 freq 呈双曲线变化，加速过程很慢，减速很快，实验现象也是如此，而且这个过程的时间也不好控制。
2.线性加速曲线
要让 freq 线性化，首先确定 freq 的范围，freq_min 我设定为300Hz，freq_max 因该就是这段行程平均速度的2倍了：
在 [freq_min, freq_max] 内将 freq 线性化：
freq = linspace(freq_min, freq_max, t/delta_t);
然后算出 period：
period = tim_freq ./
减速过程的可以将数组其反过来：
period = [period, fliplr(period)];
可以得到如下的频率曲线：
实验中电机的加减速还算比较平滑，精度也还可以。
3.S形加速曲线
既然可以用线性加速曲线，那应该可以用更为平滑的加速曲线，在印象中S形曲线是非常平滑的，会得到速度连续，加速度也连续的调速过程。于是用S形曲线再试试。
Sigmoid函数的原型我想是这样子的：
绘出其在[-5, 5]上的图形：
这里选择[-5, 5]这段曲线比较合适，加速过程可能有点长，如有要求可以选择[-4, 4]。
然后将其变成我想要的样子：
起始点增益，也就是最低频率：freq_min；
最大增益，也就是最高频率：freq_max；
横轴范围：0~t；
对横坐标做平移变换，然后伸缩变换，再对纵坐标做伸缩变换便得到下式：
由于在0~t时间段内，指数项不可能为&，所以起始频率要略高于 freq_min，指数项也不可能为0，所以最高频率要略低于 freq_max。
变换后得到的图像可能是这样：
其中 t：0~4s，freq_min = 300Hz, freq_max = 1kHz。
上式中 freq_min 可以自己先给定，这样还有一个参数 freq_max，需要确定。
在 0~t 时间段内运动&& 角度，那么：
我想它应该等价于：
于是只需在 0~t 内做一个定积分，便可确定参数 freq_max：
如果我计算正确：
这样S形曲线便确定了，然后再算出 period 数组即可。减速过程同样的可以将数组反过来，例如：
实验中S形曲线自然是最为平滑的，精度不算太好，如有可能的话，可用编码器进行修正。
阅读(...) 评论()查看: 1264|回复: 9
帮看下，这样的步进电机加速曲线合理吗？
本帖最后由 金色大元宝 于
12:18 编辑
原先的加减速是查表法，感觉不够灵活，翻公司以前的文档时发现有个实时计算的办法，半成品，无注释。
用EXCEL模拟他的公式，然后生成了速度曲线图。
大家帮看下，这样的步进电机加速曲线合理吗？ 起步好像加速比较猛。
35RPM起跳，0-75ms 内从 35整数到 460RPM左右，
编辑原因： 图生成的不合理，应该是梯形的。横轴的参考不正确。
取样了几个时间点的RPM值，重新生成速度曲线，可以明显看出匀加速梯形。
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从曲线上来看不合理
原理上来说，从低速启动的时候加速度要低一些才容易启动。所以才会有S曲线的概念，要不就完全统一加速度，梯形加速
你这个是反过来的，低速的时候加速度比其他时候还要高。
本帖最后由 coleyao 于
11:49 编辑
起步没感觉多猛啊，加速度数值不大，整体看起来像三角形加速，有点像一条直线！（另外加速曲线图的说法比较模糊，是加速度曲线图还是速度曲线图呢，两者差别很大）
不好意思。搞乌龙了，曲线图做的不对。 是匀加速的，梯形加速。
横轴时间轴单位不统一，前面的时间间隔要长一些，后面的时间间隔短一些。
如果按照时间均分，应该是梯形的。
起步没感觉多猛啊，加速度数值不大，整体看起来像三角形加速，有点像一条直线！（另外加速曲线图的说法比较 ...
速度曲线，横轴时间间隔不均匀，看起来有弧度，细想一下，应该是梯形
起步没感觉多猛啊，加速度数值不大，整体看起来像三角形加速，有点像一条直线！（另外加速曲线图的说法比较 ...
BTW: 您的步进加减速小工具不错，N早就保存下来了。可惜是生成的是查表方式，现在想做成直接计算的。
BTW: 您的步进加减速小工具不错，N早就保存下来了。可惜是生成的是查表方式，现在想做成直接计算的。 ...
直接计算用PID，效果图参考 ：
直接计算用PID，效果图参考 ： /thread--1.html
PID还没入门呢。慢慢来吧。先把加减速用起来。然后再慢慢优化改进。
可以做成S形的曲线，如下图所示：
/forum.php?mod=attachment&aid=Mjk1NTE1fDRiMmM5MzQxMmQ3NTAyNDYzYmMzYzIyZmM0NzliZmU4fDE1MTE3NTg2NjM%3D&request=yes&_f=.png
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可以做成S形的曲线，如下图所示：
/forum.php?mod=attachment&aid=Mjk1NTE1fDRiMmM5MzQxMmQ3NTAyNDYzYmMzYzIyZmM0NzliZmU4fDE1MTE3NTg2NjM%3D&request=yes&_f=.png
曲线可以呀&&你qq多少
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