[发明专利]一种利用伺服电机实现步进电机功能的方法

摘要

本发明提供了一种利用伺服电机实现步进电机功能的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，是根据所需步进电机功能的amax、J、θ和f，通过公式(1)，(2)，确定选用的伺服电机的Tmax、ωmax和fmax，且步进频率f应满足公式(3)：Tmax＝J×amax (1)其次，选择伺服电机配合的功率放大器，功率放大器的最大驱动电压Umax和最大驱动电流Imax与所选伺服电机匹配；最后，根据输入的步距角θ和步进频率f，形成角速度和角加速度的前馈控制量，将所述前馈控制量叠加在速率环的输入端，使得选择伺服电机的实际步进曲线与所需步进电机的步进曲线误差最小。

主权项

1.一种利用伺服电机实现步进电机功能的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，是根据所需步进电机功能的amax、J、θ和f，通过公式(1)，(2)，确定选用的伺服电机的Tmax、ωmax和fmax，且步进频率f应满足公式(3)：Tmax＝J×amax   (1)  其中：Tmax：所需伺服电机的最大扭矩，量纲Nm；J:所需步进电机转子及负载的转动惯量，量纲kg·m2；amax:所需伺服电机的最大角加速度，量纲rad/s2；θ：所需步进电机的步距角，量纲rad；ωmax：所需伺服电机的最大角速度，量纲rad/s；f：所需步进电机需要的步进频率，量纲Hz；fmax：所选伺服电机能实现的最大步进频率，量纲Hz；其次，选择伺服电机配合的功率放大器，功率放大器的最大驱动电压Umax和最大驱动电流Imax与所选伺服电机匹配，设伺服电机的力矩系数为Kt，伺服电机的最大角速度为ωmax,最高转速对应的伺服电机最大电压为Umax，则所需的功率放大器的最大驱动电压为Umax，则所需的功率放大器的最大驱动电流Imax根据公式(4)确定，(4)如下：Imax＝Tmax/Kt   (4)其中：Imax：所需驱动器的最大电流，A；Kt：所选电机的力矩系数，Nm/A；Umax：所需驱动器的最大电压，V；最后，根据输入的步距角θ和步进频率f，形成角速度和角加速度的前馈控制量，将所述前馈控制量叠加在速率环的输入端，使得选择伺服电机的实际步进曲线与所需步进电机的步进曲线误差最小。