（１）直线升降频。如图３所示。这种方法是以恒

定的加速度进行升降，平稳性好，适用于速度变化

较大的快速定位方式。加速时间虽然长，但软件实

现比较简单。

型

、＆ｆ

Ｎ

Ｚ

、

～

五

星

、

～

‘

图３直线升降频

图４指数曲线升降频

，，０

图５抛物线升降颁

（２）指数曲线升降频。如图４所示，这种方法是

从步进电机的矩频特性出发，根据转矩随频率的变

化规律推导出来的。它符合步进电机加减速过程的

运动规律，能充分利用步进电机的有效转矩，快速

响应性能较好，升降时间短。

（３）抛物线升降频。如图５所示，抛物线升降频

将直线升降频和指数曲线升降频融为一体，充分利

用步进电机低速时的有效转矩，使升降速的时间大

大缩短，同时又具有较强的跟踪能力，这是一种比

较好的方法。

３．２实现方法

步进电机在升降频过程中，用软件方法来控制

两个脉冲时间间隔来实现频率的变化控制，具体有

两种方法：

（１）递增／递减一定值。如线性升降频，两脉冲

频率的差值雄Ｉｆｉ—ｆｉ．１Ｉ是相等的，其对应的时间增

量△ｆ也是相等。时间的计算若采用软件延时的方

【１１４】

第３１卷第３期２００９～０３

法，可先设置一个基本的延时单元Ｔｅ，不同频率的

脉冲序列可由Ｔｅ的不同倍数产生。设起动时所用频

率对应的时间常数为ｔＮｅ以后逐次递减△ｔ（设

△ｔ＝ｔＭ），直到等于运行频率所对应的时间（ｔＲｅ）为止。

这种方法编程简单，节省内存。时间计算也可采用

定时中断的方法，可将定时常数逐次递增／递减一

定值，实现升降频控制。因其定时不是连续的，所

以升降速曲线不是一条直线，而是折线，但可近似

看成直线。

（２）查表法。为了对步进电机实现最佳升降频控

制，缩短电机的升降频时间，可从步进电机矩频特

性出发进行分析。由步进电机的矩频特性（见图６）可

知，转矩Ｍ是频率ｆ的函数，它随着ｆ的上升而下

降，所以它呈软的特性。当频率较低时，转矩Ｍ较

大，对应的角加速度ｄ州ｔ也较大，所以升频的脉冲

频率增加率ｄｆ／ｄｔ应取得大一些，当频率较高时，转

矩Ｍ较小，ｄ“ｄｔ也较小，此时，升频的脉冲频率增

加率ｄ触应取小一些，否则，会由于无足够的转矩

而失步。因此，根据步进电机的矩频特性，可以看出：

在步进电机的升频过程中，应遵循“先快后慢”的原

则。按此要求，从开始升频到升至ｆｂ之间，按最佳

升频要求的频率取出ｆ１，ｆ２，ｆ３，……，ｆＩｌ并将它们

所对应的脉冲间隔时间ｔ１，ｔ２，……，ｔＩｌ，依次存

于内存的一个数据区．如表１所示（称阶梯频率表）。

Ｅ

Ｚ

’～

遵

ｌｉ№

图６步进电机的矩频特性曲线

表１阶梯频率表

序号

频率（时间）

备注

Ｋｌ

Ｋｌ＋１

ｆ

ｏ

最低频率

ｆ

Ｉ

考虑到步进电机的惯性作用。在升速过程中，

万方数据