介紹采用閉環步進電機最短時間****控制的一種新方法，提出步進電動機****控制的數學模型和****控制策略，給出采用單片機實現****控制的硬件和軟件技術，經工業控制系統應用表明，提出的****控制具有良好的控制性能。
1、引言
步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應的角位移(或線位移)的機電元件。采用步進電機構成的控制系統具有價格低、控制簡單、維護容易等優點，特別是隨著微型計算機和微電子技術的發展，使步進電機得到更加廣泛的應用、同時也對步進電機的運行性能提出了更高的要求，所以合理選擇步進電機的控制方法，對于充分發揮步進電機的工作性能起到了積極的作用。為了獲得步進電機的****控制，并使控制系統具有低成本，本文利用****控制理論研究并介紹了步進電機控制電壓的****切換時間以及采用單片機執行的控制策略。
2、步進電機****控制問題的數學模型
當步進電機及其驅動電源和負載都已確定時，電機啟動加速和減速停止過程的長短僅僅與控制脈沖序列有關。若能找到一組****控制脈沖序列，使得啟動加速和減速停止的過程最短，就能實現對步進電機的****控制。
在忽略一些次要因素的情況下，步進電機轉矩的平衡方程可以簡化為：  (1)
式中 —— 步進電機輸出轉矩****值
 —— 總負載轉矩
J —— 總轉動慣量
θ —— 步進電機轉軸位置
f(θ) —— 對應于θ的靜態轉矩分布
設步進電機轉一個齒需要N步，u表示每步的驅動脈沖(例如，三相步進電機，采用6拍運行方式，則N=6，u=0，1，2，3，4，5，對應于控制電壓為A、AB、B、BC、C、CA相)，因為總負載轉矩分布曲線形狀不隨u值變化而變化，因而，式(1)可描述為：  (2)
設 
則得：  (3)  (4)
步進電機最短時間****控制歸結為在狀態方程(3)、(4)條件下，求出****控制序列u＝(0，1，2，3，4，5)，使步進電機從初始狀態 到終端狀態 ，性能指標亦即目標函數 為最小，其中T為終端時間。
3、****控制策略
根據狀態(3)、(4)，構造Hamilton函數為：  (5)
由極大值原理，應控制u(i)，使 為最小，
令  (6)
式中u(i)＝0，1，2，3，4，5；i=0，1，2，3，4，5。
不失一般性，f(θ)可表示為θ的正弦函數：
極大值原理的伴隨方程可表示為：
 (7)
 (8)
由式(7)、(8)，可證得λ2≠0，因為λ2=0 |
