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制御付きステッピング モーター

このモデルでは、Stepper Motor Driver ブロックと Stepper Motor ブロックを併用して、制御された永久磁石ステッピング モーターを実装する方法を説明します。このモデルは 2 つのコントローラー オプションを提供します。1 つは位置、1 つは速度を制御します。コントローラーのタイプを変更するには、Controller ブロックを右クリックして [バリアント]、[Override using] を選択してから、[位置] または [速度] を選択します。

ステッピング モーターのフル ステップ サイズは 1.8 度です。位置制御モードでは、入力 Ref は目的とするステップ数です。速度制御モードでは、入力 Ref は目的とする 1 秒あたりのステップ数です。

このモデルは、ステッピング モーターのダイナミクスについて学び、与えられた負荷を駆動した場合にステップ角度が滑るかどうかを調べるのに適した、システムレベルのモデルです。また、ステッピング モーターのコントローラーを調整してステッピングのパフォーマンスを上げるためにも使用できます。多くの場合、このコントローラーは、一部または全部が市販のステッピング モーター コントローラー モジュールに実装されます。

マイクロプロセッサ (PIC など) にアルゴリズムを実装するという代替法はより柔軟であり、マイクロプロセッサを使用してシステム全体の他の部分を制御できる場合もあります。この場合、Stepper Motor Driver ブロックの一部をマイクロプロセッサに実装し、電力増幅器のステージのみをアナログ エレクトロニクスに残すこともできます。

モデル

Simscape ログからのシミュレーション結果

位置制御テスト

モーター シャフトの角度と要求信号との比較。位置制御アルゴリズムは、位置コマンドをステップ数として受け入れ、それをステッピング モーターのドライバーを制御するパルス列に変換します。シャフトがコマンドで指定された位置に落ち着く際に、角速度のプロットにスパイクが発生します。

速度制御テスト

以下のプロットは、モーター シャフトの角度と要求信号との比較を示しています。速度制御アルゴリズムは、速度コマンドを 1 秒あたりのステップ数として受け入れ、それをステッピング モーターのドライバーを制御するパルス列に変換します。シャフトが現在のステップに落ち着く際に、角速度のプロットにスパイクが発生します。

以下のプロットは、ステッピング モーターのドライバーにあるピンの状態が、ステッピング モーターの運動に与える影響を示しています。ENA 信号が [有効化しきい値電圧] の電圧を上回るたびに、ドライバーによってステップが開始されます。