由于步進電機是一個把電脈沖轉換成離散的機械運動的裝置,具有很好的數(shù)據(jù)控制特性,因此,計算機成為步進電機的理想驅動源,隨著微電子和計算機技術的發(fā)展,軟硬件結合的控制方式成為了主流,即通過程序產生控制脈沖,驅動硬件電路。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(shù),自動整定控制參數(shù),適應被控過程參數(shù)的變化,同時又具有常規(guī)PID控制器的特點。單片機通過軟件來控制步進電機,更好地挖掘出了電機的潛力。因此,用單片機控制步進電機已經成為了一種必然的趨勢,也符合數(shù)字化的時代趨。 

要使步進電機快速的達到所要求的速度又不失步或過沖,其關鍵在于使加速過程中,加速度所要求的力矩既能充分利用各個運行頻率下步進電機所提供的力矩,又不能超過這個力矩。國外最早將古典極值理論使用于60步進電機優(yōu)化計劃程序，國內清華大學較早按混合離散計劃辦法計劃特高功率的專用三相異步電動機，其首要方針到達其時國際同類商品先進水平。因此,步進電機的運行一般要經過加速、勻速、減速三個階段,要求加減速過程時間盡量的短,恒速時間盡量長。特別是在要求快速響應的工作中,從起點到終點運行的時間要求短,這就必須要求加速、減速的過程短,而恒速時的速度1高。

文獻根據(jù)步進電機的數(shù)學模型 ,設計了步進電機的 PID 控制系統(tǒng) ,采用 PID 控制算法得到控制量 ,從而控制電機向指1定位置運動 。驅動單元與步進電動機直接耦合，也可理解成步進電動機微機控制器的功率接口。后 ,通過驗證了該控制具有較好的動態(tài)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(yōu)點 ,但是它無法有效應對系統(tǒng)中的不確定信息 。 [2] 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(shù) , 自動整定控制參數(shù) , 適應被控過程參數(shù)的變化 ,同時又具有常規(guī) PID 控制器的特點。 [2]

文獻將閉環(huán)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(yōu)化的升降運行曲線 , 自動地發(fā)出驅動的脈沖串 ,提高了電機的拖動力矩特性 ,同時使電機獲得更精1確的位置控制和較高較平穩(wěn)的轉速 。我國的步進電機在二十世紀七十年代初開始起步,七十年代中期至八十年代中期為成品發(fā)展階段,新品種和高性能電機不斷開發(fā),目前,隨著科學技術的發(fā)展,特別是永磁材料、半導體技術、計算機技術的發(fā)展,使步進電機在眾多領域得到了廣泛應用。 [2] 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。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1大化補償及伺服系統(tǒng)低速的跟蹤控制性能 。文獻實現(xiàn)的自適應模糊 PID 控制器可以根據(jù)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(shù) ,實現(xiàn)對步進電機的自適應控制 , 從而有效地提高系統(tǒng)的響應時間 、計算精度和抗干擾性 。