Investigation of the dynamics of the manipulator drive with a stepper motor

Abstract

Математическая модель привода манипулятора с шаговым двигателем разработана в виде уравнений индуктивности, являющихся источником реактивного момента, уравнения инерционного момента и угловой скорости. Шаговые двигатели работают в приводах манипуляторов с непрерывным движением, когда управляющее воздействие задается последовательностью электрических импульсов. Блок-схема контура управления скоростью и током шагового двигателя, предоставленная оператором, рассчитывается в компьютере (полный шаг, направление, значение коррекции для обратной скорости, торможение ускорением), данные отправляются в контроллер, в В контроллере сигналы проходят через жесткие логические схемы и отправляются на драйвер. Плата привода шагового двигателя генерирует сигнал, который подается на обмотки статора шагового двигателя. Результаты математического моделирования в MATLAB & Симулинк представлены. Получены зависимости колебательного процесса системы от переходных процессов шагового двигателя, которые имеют колебательный характер. Приведено сравнение результатов теоретического моделирования работы шагового привода с экспериментальными исследованиями. В результате моделирования в цепи тока якоря возникает дополнительная динамика, однако в точке номинального режима она не оказывает существенного влияния на процессы регулирования угловой скорости, то есть регулятор скорости обеспечивает ее астатическое регулирование под действием постоянного момента нагрузки. Приведено сравнение результатов теоретического моделирования работы шагового привода с экспериментальными исследованиями. В результате моделирования в цепи тока якоря возникает дополнительная динамика, однако в точке номинального режима она не оказывает существенного влияния на процессы регулирования угловой скорости, то есть регулятор скорости обеспечивает ее астатическое регулирование под действием постоянного момента нагрузки. Приведено сравнение результатов теоретического моделирования работы шагового привода с экспериментальными исследованиями. В результате моделирования в цепи тока якоря возникает дополнительная динамика, однако в точке номинального режима она не оказывает существенного влияния на процессы регулирования угловой скорости, то есть регулятор скорости обеспечивает ее астатическое регулирование под действием постоянного момента нагрузки.