步进电机如何进行矢量控制与神经网络控制？

一直以来，步进电机都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在，小编将为大家带来步进电机的相关介绍，详细内容请看下文。

一、步进电机矢量控制

矢量控制是现代电机高性能控制的理论基础 ,可以改善电机的转矩控制性能 。它通过磁场定向将定子电流分为励磁分量和转矩分量分别加以控制，从而获得良好的解耦特性 ，因此 ，矢量控制既需要控制定子电流的幅值 ,又需要控制电流的相位 。由于步进电机不仅存在主电磁转矩，还有由于双凸结构产生的磁阻转矩 ，且内部磁场结构复杂 , 非线性较一般电机严重得多 , 所以它的矢量控制也较为复杂 。推导出了二相混合式步进电机 d-q 轴数学模型 ,以转子永磁磁链为定向坐标系 ,令直轴电流 id =0 ,电动机电磁转矩与 iq 成正比 , 用PC 机实现了矢量控制系统 。系统中使用传感器检测电机的绕组电流和转自位置 ,用 PWM 方式控制电机绕组电流 。文推导出基于磁网络的二相混合式步进电机模型 , 给出了其矢量控制位置伺服系统的结构 ,采用神经网络模型参考自适应控制策略对系统中的不确定因素进行实时补偿，通过最大转矩/电流矢量控制实现电机的高效控制 。

矢量控制的原理是将三相交流电机所产生的磁场转换为直角坐标系下磁通量的x、y分量，而后通过改变两个分量的相对大小和相位角来控制电机转矩和转速。这样就可以实现对电机的精确控制，提高其性能和效率。

矢量控制是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量

(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。

矢量控制技术是一种高精度、高效率的电机控制方法，具有以下几个特点：

1. 精确控制： 矢量控制技术可实现精确控制电机的电流、电压和频率，从而可以实现精确控制电机的转矩、转速、位置等运动参数，使得系统具备高精度控制能力。

2. 高效率： 矢量控制技术可以实现电机的高效控制，通过精确控制电机的电流、电压、频率等参数，降低能源消耗，提高了系统的能效性，避免了传统的控制方法中出现的能量浪费问题。

3. 适应能力强： 矢量控制技术对于不同负载的适应能力强，能够保证电机在各种复杂的负载条件下运行稳定，并且可以根据负载的变化实时调节电机的控制参数，使得系统具备高度的灵活性和可靠性。

4. 响应速度快： 矢量控制技术能够实时计算电机的运动参数，响应速度快，可以实现高速度的动态响应，从而适用于需要高速度动态响应的应用领域。

二、步进电机神经网络控制

神经网络是利用大量的神经元按一定的拓扑结构和学习调整的方法 。它可以充分逼近任意复杂的非线性系统，能够学习和自适应未知或不确定的系统，具有很强的鲁棒性和容错性，因而在步进电机系统中得到了广泛的应用 。将神经网络用于实现步进电机最佳细分电流 ，在学习中使用 Bayes 正则化算法 ,使用权值调整技术避免多层前向神经网络陷入局部极小点 ，有效解决了等步距角细分问题。

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