西安工业大学毕业设计(论文)
加减速实时算法的核心是使用定时中断，当定时器发生超时中断时，中断服务程序推动电机走下一步，然后计算出下一步将要维持的时间，并以之设置定时器下一次的中断时间。当下一次中断来临时，再推动一步，并设置再下一步的时间，如此循环往复。如图2.10所示，步进电机先以加速度
加速，然后以加速度
，从到是
减速到停止，之间没有匀速过程。从到是第一步持续的时间第二步持续的时间，从
到
是最后一步持续的时间和
。
；每一步的时间间
隔越短，平均加减速度越接近
图2.10 用定时器控制时间
如图2.10所示，电机某一步的持续时间（即定时器的延时时间）为
（2.4）
式中：为第n步时定时器的计数值；f为给定时器提供的时钟源频率。
转速
（单位：
）为
（2.5）
加速度
（单位：
）为
（2.6）
式（2.6）假设了每步的平均速度等于中心时间的速度。如果为加速状态，则
，
；如果为减速状态，则
，
。
电机转过的步数n为
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（2.7）
转过n步所花的时间为
（2.8） 为
（2.9）
由图2.10可知，第n步的定时器计数值
由式（2.8）和式（2.9）可得第0步的计数值为
（2.10）
也可表
再由式（2.8）、式（2.9）和式（2.10），可得第n步的定时器计数值示为
由式（2.10）可知，第0步的计数值
（2.11） 包含了加速度
的信息，只要把
设
定好，后面的实时计算就不用再考虑了。但式（2.11）需要开平方，它不适合
没有浮点运算功能的处理器，下面再加以变换。
由式（2.11）可得相邻两步的比值为
（2.13）
根据泰勒变换可得
（2.14）
再由式（2.10）、式（2.11）和式（2.13）代入式（2.12）可近似得到
（2.15）
根据泰勒变换可得
（2.16）
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把式（2.15）的n换成i，得
（2.17）
由式（2.7）开始，就假设了大于零，即为加速，所以式（2.16）是加速的递推公式，只要知道前一步的计数值，就可以算出后一步的计数值。加速过程如图2.11所示。
可以推断，减速过程是图2.11的逆过程，如图2.12所示。它的第0步是对应加速过程的第i步，最后一步对应加速过程的第0步。如果减速过程中要跑m步，则有
（2.18）
图2.11 加速过程
图2.12 减速过程
现在根据式（2.11）和式（2.12）分别列出相邻的两步c值之比的确切值与近似值，见表2.2所示。这里假设
。
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表2.2近似值的误差 n 1 2 3 4 5 6 10 100 1000 确切的0.4142 0.7673 0.8430 0.8810 0.9041 0.9196 0.9511 0.9950 0.9995 近似的0.6000 0.7778 0.8462 0.8824 0.9048 0.9200 0.9512 0.9950 0.9995 近似值误差 0.4485 0.0136 0.00370 0.00152 7.66E-4 4.41E-4 9.42E-5 9.38E-8 9.37E-11 从表2.2可以看出，除外，其他比值的误差都很小。由于每一步的延时
时间是由前一步计算出来的，如果的误差较大，后面每一步的延时误差都增大。解决办法是把单独挑出来，使它等于0.4142倍的递推计算
（2.19）
最后，由式（2.18）可推导出步进电机从速度为0加速到s，以及速度从s减速到0所要走的步数为
（2.20）
，给定时
和
，其他值依然按照式（2.15）
在本例中，加速过程的加速度和加速过程的减速度都为1000
器提供的时钟源频率为50MHz，根据式（2.10）和式（2.16）可以计算出的值，根据式（2.15）就可以导出的值。由以上分析可进行编程调试。
由V1～V6六只功率管构成的驱动全桥可以控制绕组的通电状态。按照功率管的通电方式，可以分为两两导通和三三导通两种控制方式。由于两两导通方式提供了更大的电磁转矩而被广泛采用。在两两导通方式下，每一瞬间有两个功率管导通，每隔1／6周期即60°电角度换相一次，每只功率管持续导通 120°电角度，对应每相绕组持续导通120°，在此期间相电流方向保持不变。为保证产生最大的电磁转矩，通常需要使绕组合成磁场与转子磁场保持垂直。由于采用换相控制方式，其定子绕组产生的是跳变的磁场，使得该磁场与转子磁场的位置保持在60°～120°相对垂直的范围区间。
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