步進化伺服系統輸入信號的設計
常東來 蘇彥民（西安交通大學710049）
摘 要 在基于步進化伺服系統輸入信號的實際需求，結合傳統伺服系統輸入形式，采用曲線擬合的方法，提出一種既便于計算機實現，又可靈活調整的輸入信號設計方法，并給出相關的證明。
敘 詞 伺服系統輸入信號曲線擬合
1 引 言
為了提高系統的運行效率，當伺服電機帶動負載從某一點運行到另一點，作位移控制方式運行時，為保證運動部件的平穩和準確定位，在起動、停止時需要進行加減速控制，即找出使行程時間最短的控制規律，亦即****的升／降頻規律[1]。
伺服電機的運行性能不僅依賴于電機本身的參數，而且與電機的驅動部分、所帶負載以及控制脈沖密切相關。對于步進化伺服系統，在設備條件固定的情況下，縮短行程時間，主要取決于控制脈沖的輸入方式。
2 伺服系統的加減速控制
加減速控制的具體方法有很多，但比較常用的方法主要有兩種：指數規律加減速算法和直線規律加減速算法。這里先假設每隔一個固定的加減速周期t，計算一次進給頻率f，用△si表示在該加速減速周期內合成速度方向上的進給量，用fe衷示穩定時的進給頻率，用△si表示穩定后每個加減周期內的進給量.
2.1指數規律加減速算法
指數規律加減速控制將起動和停止時的速度突變變成隨時間按指數規律加速或減速，如圖1所示。
指數曲線的一般關系是：
起動時有：
進給速度變化規律為：
勻速時有：
指數加減速控制有較強的跟蹤能力，但當速度變化較大時，平穩性較差，指數加減速一般適應在跟蹤響應要求較高的場合中。
2.2直線規律加減速算法
直線規律加減速控制在起動和停止時，按一定的加速度勻加速、勻減速，如圖2所示。
表示在一個加減速周期內進給頻率變化量，用△sm表示一個加減速周期內的脈沖數，它們與設定的加速度有關。假定加速度為am (m/sz)，脈沖當量為8(m)，加速度周期為t(s)。
直線加減速平穩性能較好，適用在速度變化范圍較大的快速定位方式中。
3簡單的步進化伺服系統輸入信號設計
在進行步進化伺服系統的研究時，為了配合系統性能的調試需要，對輸入信號發生器提出的要求為：
(1)所產生的信號為一頻率方波脈沖列信號，滿足數字伺服系統輸入需要。
(2)信號的頻率可以根據設定改變，而且有升降頻過程，以保證系統平穩運行。
(3)信號輸入的變化率為可調整的，以適應系統運行的實際需要。
(4)信號輸入脈沖數對應系統位移量，****頻率對應系統行****速度。
(5)能產生一些相應的控制信號，如旋轉方向切換，通常或快移切換等。
在這里，本文采用了一種較為簡便的方法來實現這些目標。針對伺服電機的特點，在加速過程中采用了三級曲線擬合方法，即根據用戶設定的拐點頻率、****頻率和起始頻率，由軟件來分三段按指數規律 |
