频繁启停下步进电机运动规划及振动抑制
电机低频振动原因-概述说明以及解释
电机低频振动原因-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述电机低频振动是指电机在运行过程中出现频率较低的振动现象。
它是电机运转不平稳的表现之一，常常给电机的正常工作和设备的稳定性带来一定的影响。
在工业生产中，电机是最常用的动力装置之一，因此了解和控制电机低频振动的原因至关重要。
本文将从定义和特征、影响因素以及控制和预防等方面探讨电机低频振动的原因。
通过对这些内容的分析，希望能够为读者提供关于电机低频振动的全面理解，并给出相应的控制和预防建议。
接下来的章节将着重介绍电机低频振动的定义和特征，通过对低频振动的界定以及其在电机运行过程中产生的具体表现进行说明。
随后，我们将进一步探讨电机低频振动的影响因素，包括电机的结构、材料、电源和外界环境等因素，旨在通过对这些因素的分析，揭示低频振动产生的根本原因。
最后，我们将总结文章所讨论的电机低频振动的原因，并在结论部分给出相应的控制和预防建议。
通过寻找解决低频振动问题的方法和措施，我们可以有效提高电机的运行效率和设备的稳定性，从而为工业生产提供良好的支持。
在接下来的章节中，我们将准确而全面地探究电机低频振动的相关问题，希望本文对读者对于电机低频振动的认识和理解提供一定的帮助。
同时，我们也期望通过这篇文章的撰写，能够引起更多人对于电机低频振动问题的关注，促进相关领域的研究和发展。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为以下几个部分来探讨电机低频振动的原因。
第一部分是引言。
介绍本文的研究背景和目的，概述电机低频振动问题的重要性及其对电机运行的影响。
第二部分是正文。
首先，我们将阐述低频振动的定义和特征，以便读者对其有清晰的认识。
其次，我们将探讨导致电机低频振动的各种因素，包括电机内部的机械结构、转子不平衡、轴承故障、磁性材料失效等等。
通过分析这些因素，我们可以更好地理解电机低频振动的根本原因。
第三部分是结论。
我们将总结讨论的结果，明确电机低频振动的主要原因，并提供一些建议来控制和预防电机低频振动。
步进电机控制方法
步进电机控制方法步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的执行器，广泛应用于打印机、数控机床、纺织机械、包装设备等自动控制系统中。
步进电机控制方法的选择对于系统的性能和稳定性具有重要影响，下面将介绍几种常见的步进电机控制方法。
1. 开环控制。
开环控制是最简单的步进电机控制方法之一，通过给步进电机施加一定的脉冲信号来控制其旋转角度。
这种方法简单直接，但无法对步进电机的运动状态进行实时监测和调整，容易出现失步现象，适用于对精度要求不高的场合。
2. 半闭环控制。
半闭环控制是在开环控制的基础上增加了位置传感器反馈的控制方法。
通过位置传感器实时监测步进电机的位置，将反馈信息与设定值进行比较，从而实现对步进电机位置的闭环控制。
这种方法相比于开环控制能够更好地提高系统的稳定性和精度，但仍然存在一定的失步风险。
3. 闭环控制。
闭环控制是最为精确的步进电机控制方法，通过在步进电机上增加编码器等位置传感器，实时反馈步进电机的位置信息，并对其进行精确控制。
闭环控制能够及时调整步进电机的运动状态，减小失步风险，提高系统的稳定性和精度，适用于对位置精度要求较高的场合。
4. 微步进控制。
微步进控制是一种通过改变步进电机相序激励方式，使步进电机在每个步距内分成多个微步距的控制方法。
微步进控制能够提高步进电机的分辨率，减小振动和噪音，提高系统的平稳性和精度，适用于对步进电机运动要求较高的场合。
总结。
在实际应用中，步进电机控制方法的选择应根据具体的控制要求和系统性能需求来确定。
不同的控制方法各有特点，开环控制简单直接，但精度较低；半闭环控制提高了系统的稳定性和精度，但仍存在失步风险；闭环控制精度最高，但成本较高。
微步进控制能够提高步进电机的平稳性和分辨率，但相应的控制电路较为复杂。
因此，在选择步进电机控制方法时，需要综合考虑系统的实际需求和成本因素，选择最合适的控制方法来实现系统的稳定运行和高精度控制。
步进电机运动规律及速度控制方法
步进电机运动规律及速度控制方法该设计的关键是确定脉冲定时tn，脉冲时间间隔即脉冲周期Tn和脉冲频率fn。
假设从启动瞬时开始计算脉冲数，加速阶段的脉冲数为n，并设启动瞬时为计时起点，定时器初值为D1，定时器初值的减量为△。
从加速阶段的物理过程可知，第一个脉冲周期，即启动时的脉冲周期T1=D1/f0，t1=0。
由于定时器初值的修改，第2个脉冲周期T2=(D1-△)/f0=T1-△/f0，脉冲定时t2=T1，则第n个脉冲的周期为：Tn=T1-(n-1)△/f0(1)脉冲定时为：(2)脉冲频率为：1/fn=Tn=T1-(n-1)△/f0(3)上式分别显示了脉冲数n与脉冲频率fn和时间tn的关系。
令△/f0=δ，即加速阶段相邻两脉冲周期的减量，则上述公式简化为：tn=(n-1)T1-(n-2)(n-1)δ/2(4)1/fn=T1-(n-1)δ(5)联立(4)、(5)，并简化fn与tn的关系，得出加速阶段的数学模型为：(6)其中，是常数，其值与定时器初值及定时器变化量有关，A=-δ,B=(2T1+δ)2,C=8δ。
加速阶段脉冲频率的变化为：(7)从(6)、(7)式可以看出，在加速阶段，脉冲频率不断升高，且加速度以二次函数增加。
这种加速方法对步进电机运行十分有利，因为启动时，加速度平缓，一旦步进电机具有一定的速度，加速度增加很快。
这样一方面使加速度平稳过渡，有利于提高机器的定位精度，另一方面可以缩短加速过程，提高快速性能。
PWM的主要目的是让电流是正弦波，也就是细分。
他的目的是减小步进电机的震动。
简单地说如果你是用哪种恒定的高电平来驱动步进电机，那么低速情况下，因为步进电机每次都是全速从前一个位置到达下一个位置，因此，实际上步进电机所花费的时间会明显小于你的换相的周期，因此电机会出现震动。
而PWM的目的就是让步进电机加速度别那么快，保证转子从老位置到新位置所花费的时间正好等于换相周期。
并且在这个期间转子的转动速度是基本上恒定的。
步进电机异常振动和声音原因分析
电机产生不正常的振动和异常音响主要有机械和电磁两方面的原因：
机械方面的原因：
1.电机风叶损坏或紧固风叶的螺丝松动，造成风叶与风叶盖相碰，它所产生的声音随着碰击声的轻重，时大时小；
2.由于轴承磨损或轴不当，造成电机转子偏心严重时将使定、转子相擦，使电机产生剧烈的振动和不均匀的碰擦声；
3.紧固螺钉松动：电机因长期使用致使地脚螺丝松动或基础不牢，因而电机在电磁转矩作用下产生不正常的振动；
4.轴承润滑不良，轴承磨损：力辉表示长期使用的电机因轴承内缺乏润滑油形成于磨运行或轴承中钢珠损坏，因而使电机轴承室内发出异常的咝咝声或咕噜声。
5.电机内有杂物。
电磁方面原因：
1.三相电流不平衡：在带负载运行时转速明显下降，发出低沿的吼声，可能是三相电流不平衡造成，电机负载过重或单相运行；
2.定子，转子绕组发生短路故障：如果定子、转子绕组发生短路故障或鼠笼转子断条则电机会发出时高时低的翁翁声。
机身也随之振动。
3.步进电机过载运行；缺相；笼型转子焊接部分开焊造成断条。
如何利用步进电机实现高速稳定运转
如何利用步进电机实现高速稳定运转在现代工业自动化领域中，步进电机因其精确的位置控制和良好的可靠性而得到了广泛应用。
然而，要实现步进电机的高速稳定运转并非易事，需要综合考虑多个因素并采取相应的措施。
首先，选择合适的步进电机是关键的第一步。
在挑选时，需要关注电机的步距角、保持转矩、额定电流等参数。
较小的步距角能够提供更高的分辨率，有助于实现更精确的位置控制；较大的保持转矩则能够保证电机在负载情况下的稳定性；而合理的额定电流则可以确保电机在工作时不过热，延长使用寿命。
电源的稳定性对于步进电机的高速稳定运转至关重要。
不稳定的电源可能导致电机失步、抖动甚至损坏。
因此，应选择质量可靠、输出稳定的电源，并确保其能够提供足够的电流和电压以满足电机的需求。
同时，为了减少电源中的噪声和干扰，可采用滤波电路进行优化。
驱动电路的性能直接影响着步进电机的运行效果。
常见的驱动方式有恒压驱动和恒流驱动。
恒流驱动能够更好地控制电机的电流，减少电机发热和失步的风险，因此在高速运转的应用中更为适用。
此外，选择具有细分功能的驱动电路可以将一个步距角细分成多个微步，从而使电机的运转更加平滑，降低振动和噪声。
控制算法的优化也是实现高速稳定运转的重要环节。
常见的控制算法包括开环控制和闭环控制。
开环控制简单易行，但在高速运转时容易出现失步现象。
闭环控制则通过反馈机制实时监测电机的位置和速度，并对控制信号进行调整，能够有效地提高电机的运行稳定性和精度。
在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的控制算法，或者结合两种算法的优点进行混合控制。
机械负载的特性也会对电机的运行产生影响。
过重的负载会增加电机的负担，导致速度下降和失稳。
因此，在设计系统时，应合理评估负载的大小和特性，并选择合适的传动装置来减轻电机的负担。
例如，采用减速器可以增加扭矩输出，提高电机的带载能力。
散热问题同样不容忽视。
高速运转的步进电机会产生较多的热量，如果不能及时散热，可能会导致电机性能下降甚至损坏。
步进电机存在的问题及解决
案例二：某工厂步进电机过热问题的改善
总结词
通过改进散热设计，提高散热效率，解决过热问题
详细描述
某工厂的步进电机在长时间运行后出现过热问题，影 响了电机的性能和寿命。通过分析热源和散热路径， 对电机的散热设计进行了改进，提高了散热效率。同 时，优化了电机的控制逻辑，减小了电机的发热量。 这些措施有效地解决了步进电机的过热问题。
定位精度问题
总结词
定位精度问题是指步进电机在运行过程中无法准确到达指定位置的现象。
详细描述
定位精度问题可能是由于传动系统误差、编码器精度不足或驱动器控制算法不准确等原因引起的。为 了提高定位精度，可以采取一系列措施，如优化传动系统设计、选用高精度编码器和改进驱动器控制 算法等。此外，定期对设备进行维护和校准也是保持定位精度的关键。
使用不当
超出电机的承受范围进行工作，如过载或过速，导致电机损 坏。
03
CHAPTER
解决策略与方案
优化设计
总结词
优化设计是解决步进电机问题的根本途 径，通过改进电机结构、减少摩擦和降 低热损失等措施，提高电机的性能和稳 定性。
VS
详细描述
优化设计主要包括改进电机结构、优化材 料选择、改进电磁场设计等方面。通过采 用新型材料和先进的电磁设计，可以显著 提高电机的扭矩密度、减少摩擦和热损失 ，从而提高电机的效率和可靠性。
共振与噪音
总结词
共振是指步进电机在运行过程中与某些频率发生共振，导致噪音和振动。
详细描述
共振和噪音问题通常是由于电机设计或制造不良引起的。此外，驱动器参数设置不当也可能导致共振和噪音问题。 为了解决这一问题，可以调整驱动器的参数，如细分、电流和速度等，以改变电机的动态特性，避免共振和噪音 的产生。
步进电机低频振动原因
步进电机低频振动原因步进电机低频振动原因步进电机是一种在工业自动化系统中广泛使用的电机。
步进电机在控制精度、响应速度等方面有很优秀的表现，因此被广泛应用。
但是在使用过程中，会出现低频振动的问题，给正常工作带来一定的干扰。
下面为大家归纳步进电机低频振动的原因。
原因一：过载在使用步进电机时，如果不注意电动机负载的情况，电机可能会因为超载而出现低频振动。
在处理工作请求的过程中，如果步进电机传递的负载过重，会产生过多的热，导致电机本身产生热膨胀现象，以至于机体变形造成低频振动。
原因二：谐振另一个导致步进电机低频振动的原因就是谐振。
谐振的产生是由于步进电机高速运转所引起的，因为谐振与步进电机本身的设计密切相关，所以只会在特定速度产生低频振动。
原因三：电机失调电机失调也是导致步进电机低频振动的原因之一。
如果在长期使用的过程中，不定期检查电机芯片、传感器和其他的电子零件，就会发现电机的失调是常见的问题之一。
原因四：机磨损机磨损也是导致步进电机低频振动的原因之一。
环境的恶劣，使用不当，机械部件磨损都能导致机齿的破坏和机械阻力的增加，从而引起低频振动等问题。
对于步进电机的低频振动原因，当然是有优秀的补救措施的。
先前提到的过载和失调问题，一定要定期清理和做维护，更换损坏的电子元件。
另一方面也可以设备防抖杆，从而减小振幅大小。
此外，在增加步进电机速度之前可以进行严格的试验以确定谐振产生的速度范围，并避免电机在这些速度下运行。
总之，步进电机低频振动问题影响工作效率，影响生产过程，因此我们必须谨慎对待。
通过准确评估电机状态，及时进行维护，降低电机负载、固定和降低振荡幅度，以保证步进电机能够更加稳定和准确的运行。
如何优化步进电机的驱动控制算法
如何优化步进电机的驱动控制算法在现代工业和自动化领域，步进电机因其精确的定位和简单的控制方式而得到广泛应用。
然而，要充分发挥步进电机的性能，优化其驱动控制算法至关重要。
首先，我们来了解一下步进电机的基本工作原理。
步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制电机。
每输入一个脉冲信号，电机就转动一个固定的角度。
这种特性使得步进电机在需要精确控制位置和速度的场合具有独特的优势。
要优化步进电机的驱动控制算法，第一步是提高脉冲信号的精度和稳定性。
脉冲信号的质量直接影响电机的运行精度和稳定性。
可以采用更高精度的时钟源来产生脉冲，减少脉冲的抖动和误差。
同时，对脉冲信号进行滤波和整形处理，去除干扰和噪声，确保信号的干净和准确。
其次，合理的细分驱动是优化控制算法的重要手段。
细分驱动是将一个步距角细分成多个微步，从而使电机的运行更加平滑和精确。
通过细分，可以降低电机的振动和噪声，提高运行的平稳性。
在实现细分驱动时，需要精确计算每个微步的电流和相位，以保证电机的输出力矩均匀。
电流控制也是优化驱动控制算法的关键环节。
合适的电流控制策略可以提高电机的效率和输出力矩。
常见的电流控制方式有恒流控制和斩波控制。
恒流控制可以保证电机在不同转速下的输出力矩稳定，但可能会导致较大的功率损耗。
斩波控制则能够根据电机的转速和负载动态调整电流，提高系统的效率，但控制算法相对复杂。
可以根据具体的应用需求选择合适的电流控制方式，并进行参数优化。
另外，加减速控制对于提高电机的运行性能也非常重要。
在电机启动和停止阶段，过快的速度变化会导致失步和冲击。
通过合理的加减速控制算法，可以实现电机的平稳启动和停止，减少对机械系统的冲击。
常见的加减速控制方法有直线加减速和指数加减速。
直线加减速算法简单，但在高速阶段加速度较大；指数加减速则能够在整个速度范围内实现较为平滑的加速度变化。
为了进一步优化控制算法，还可以引入反馈机制。
例如，使用编码器或霍尔传感器来实时监测电机的位置和速度，将反馈信号与给定信号进行比较，通过闭环控制算法对电机的运行进行调整。
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频繁启停下步进电机运动规划及振动抑制杨玉龙1，龚时华2，虞洋1【摘要】摘要：讨论了步进电机在频繁启停下的点位进给运动的加减速规划，根据步进电机矩频特性，提出了一套加减速控制算法，旨在通过该种设计方法能够达到在主轴高速运动、进给运动高速启停的工况下，步进电机能够保证进给运动对主轴运动的快速响应和跟随，保证进给运动的快速响应、柔顺、精确定位，降低数控系统的振动。
【期刊名称】电气传动【年(卷),期】2014(044)010【总页数】5【关键词】步进电机；频繁启停；运动规划；S型加减速；振动抑制在很多应用场合，如冲孔、点胶、刺绣机及电脑花样机等设备中，要求主轴匀速运动，X，Y进给运动。
X，Y步进电机要快速响应、跟随主轴，在规定时间内完成进给运动。
时序图如图1所示。
图1中t为主轴旋转一定角度的时间，即XY进给运动的周期值；t1为进给运动执行的时间；t2为进给周期中进给间歇时间。
其中进给时间占进给周期时间的百分比用a表示，则随着主轴转速要求的提高，要求步进电机在极短的时间内快速频繁启停，而不能出现堵转和丢步的现象。
在进给距离、主轴速度变化的情况下，要求合理的速度、加速度规划，保证进给运动的平稳性、柔顺性和定位精度。
步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的控制电机，其在运动时，各相绕组产生反电动势，脉冲频率增加或降低越快，反电动势越大。
这导致其相电流的减小，输出力矩的下降，其速度转矩曲线如图2所示［1］。
如果不合理地规划步进电机的加减速，易发生启动时振动失步、堵转及停止时过冲的现象，导致运行稳定性和定位精度受到影响，在处于负载较大且频繁启停的工况时，这种现象更加明显。
1 进给运动加减速控制1.1 匀加减速控制匀加减速控制是加速度保持恒定值不变，速度以线性规律上升或者下降，如图3、图4所示。
匀加减速控制快速性较好，且算法较为简单，容易实现，缺点是加速时间较长，电机通过其谐振点加速可能会有困难。
但由于这种方法不完全符合步进电机运行矩频特性，而且运动时会产生冲击，所以应用在简单、速度变化较大的工况下。
1.2 指数型加减速控制指数规律加减速是指在加减速控制过程中，步进电机的速度呈指数规律上升或下降，见图5。
指数加减速规律比较符合步进电机的固有矩频特性曲线，充分保证步进电机的运行稳定性，同时兼顾了升降运行快速性，具有较强的跟踪能力。
但是当速度的变化较大时其平稳性较差。
加速度依然存在着突变，产生冲击。
如果负载变化较大时，也很难实现。
若为短距离则中间省去匀速段。
1.3 S型加减速控制S型曲线加减速的称法是由系统在加减速阶段的速度轨迹成S型而得来的。
S 型曲线加减速控制是指在加减速时，使其加减速的导数（Jerk）da/dt为常数，通过对Jerk值的控制来最大限度地减小对机械系统造成的冲击［2-3］。
S型加减速控制一般分为如图6中7段，若为短距离，则省去中间匀速段。
加速段由3个阶段组成：1）加加速（t1）；2）匀加速（t2）；3）减加速（t3）；t4段为匀速运行段。
减速段也由3个阶段组成：1）减加速（t5）；2）匀减速（t6）；3）减减速（t7）。
2 进给运动加减速规划实现突跳频率，是指步进电机在静止状态下施加的脉冲频率。
在步进电机的点位控制系统中，速度规划所得目标速度所对应的脉冲频率小于系统启动频率。
在这种情况下，其速度可按目标速度匀速来计算。
而在长距离进给或者主轴高速运动的工况下，速度规划后的目标速度超过了其最高的突跳频率值。
由图6可得，S曲线升降速的加速度连续，所以此种加速模式对系统无柔性冲击［4］，选择了上述中的S型加减速控制。
2.1 启动频率的计算系统的启动频率可按以下公式计算［5］：式中：fs为空载启动频率，Hz；fsl为步进电机的惯性负载启动频率，Hz；Jl 为负载惯量，kg·cm2；Jr为电机转子惯量，kg·cm2；Te为负载转矩，N·m；Tv为步进电机输出转矩，N·m。
可根据空载启动频率在运行频率特性中查出估算的数值后带入系统进行验证，得到其启动频率f0。
2.2 S曲线参数的计算计算主轴速度v（r/min）、进给距离S（mm）时，按照XY步进电机以突跳频率运动的情况，即按图7的匀速过程进行计算。
脉冲当量为δ（mm/p），进给运动的时间为Tm（s），走完行程S所需要的跳频速度为vL（p/s）。
如下式：进给时间跳频速度将式（1）带入两式可求得进给时间与跳频速度。
2.2.1 突跳频率启动运行当vL＜f0时，无需进行加减速控制，系统可以设置突跳频率为目标速度对应的脉冲频率进行启动运行，运行至终点可以由目标速度对应的脉冲频率跳到零，即停发脉冲运行至结束。
其运动过程如图7所示。
2.2.2 S型加减速控制运行当vL＞f0时，必须经过加减速控制才能保证步进电机不堵转、丢步。
全过程如图8所示，由最大启动频率f0开始加速，加速到目标速度ve，以ve恒速运动一段时间再到达减速区域开始减速，或者直接进入减速区域开始减速，至运动到其终点。
经S型加减速执行完一次进给运动。
由于进给时间百分比可设定，使运动时间在一定范围内变动。
为了节省计算量，达到高速运动时的快速响应性，将图8a，图8b的S型加减速模型简化为图3、图4的两种线性加减速的模型来计算，将以下参数：加减速度值、目标速度值和加减速所用时间的参数设置成运动控制中S曲线的参数，即可完成S曲线运动控制。
2.2.2.1 长距离移送长距离移送时，S曲线见图8a，为7段S型加减速，即中间有一段匀速段。
其参数按照图3所示的加减速曲线进行计算其S曲线设定的参数值。
目标速度：式中：A1为梯形加减速的设定加速度值。
在ve可能存在的2个解中，选择数值较小的一个，其匀速段会长一些，加减速所占的时间就相对短一些，有利于进给运动更加平稳运行。
即2.2.2.2 短距离移送短距离移送时，S曲线见图8b，为6段S型曲线加减速。
按图4所示加减速进行计算，公式如下：加、减速度目标速度将式（2）带入式（5），即可求得所求的加减速度Acc值。
将式（2）、式（5）带入到式（6）中，即可求出其目标速度。
2.3 最大加速度设置的验证在升、降速过程中，如果速率变化太大，电机响应将跟不上频率的变化，会出现失步或过冲现象［6］。
所以要将加减速过程中的最大加速力矩进行校核。
选择如图9所示，较常见的是用皮带轮传动机构进行校核。
2.3.1 求机械传动部分惯量式中：JC为联轴器的转动惯量，忽略为零；JB为皮带轮传动机构的转动惯量；JP为带轮的转动惯量；WA为工件部分的质量；WP为带轮质量；DP为带轮直径。
2.3.2 求最大输出转矩如图6所示，S型加减速的最大值为A时，求其最大输出力矩，对该传动系统进行校核。
以下为校核的方法。
移动转矩加速时转矩减速时转矩其中式中：η为机械结构部分的效率，取0.8；μ为动摩擦系数，取约0.1；g为重力加速度；F为水平附加力，取为0；JM为电机转子转动惯量；αmax为最大角加速度。
将式（7）、式（8）带入式（9），可得加速转矩计算值；将式（7）、式（8）带入式（10），可得减速转矩计算值。
由式（9）和式（10）可得，在该种工况下，加速时转矩要大于减速时转矩。
故选择加速时转矩作为最大转矩进行校核。
若Ta小于对应速度下的运行转矩，则说明步进电机能够提供这么大的加速力矩，加减速规划合理；否则，要重新进行加减速的规划。
3 振动抑制主轴运动一般为伺服电机，做匀速运动，运动平稳；而进给轴的步进电机做频繁启停运动。
其受力情况分别如图10所示。
X，Y轴运动执行机构受到周期性的外加力矩。
正是这种间歇性、周期性的激振力，引发了强迫振动。
强迫振动是由外界周期性干扰力的作用所引起的振动［8］。
减小强迫振动的措施一般有：减小激振力；调节振源频率；隔振；提高工艺系统的刚度及增大阻尼。
在本文所提到的工况下，最适合的减振方式是减小激振力。
激振力是引起强迫振动的振动源，减小激振力即可有效地减小振幅，使振动减弱或消失。
为减小激振力，即要减小加减速过程中的加减速力矩，减小加减速过程中的加减速的大小。
如图11的时序图所示，主轴改为非匀速转动，则降低了进给时的速度，主轴转一圈中同样的进给角度下增加了进给轴的进给时间，则降低了进给轴的目标速度，降低了加速度，从而降低了加速力矩，降低了激振力，达到了进给轴减小受迫振动的效果。
主轴加速分布图如图12所示。
将进给轴的振动分摊到主轴上一部分，由于主轴是伺服控制，可以抑制机械系统共振点；额定转速下为恒转矩输出，具有较好的加减速特性；伺服驱动系统为闭环控制，一般不会出现步进电机的丢步或过冲现象，性能更为可靠。
可以降低系统的受迫振动。
4 实验结果验证电脑花样机是一种典型的图1所示时序的数控设备。
将上述理论用在电脑花样机上来验证该加减速方案的可行性。
将该速度规划算法用在缝制幅面大小为400 mm×200 mm机器上。
传统的电脑花样机主要由刺布挑线机构和送料机构组成。
主轴电机转动1周，机针完成1次上下运动，送料机构要完成1次送料，送料机构由X，Y轴步进电机带动。
当机针扎进布料的时候，送布电机都必须停止运动，只有在主轴机针离开缝制平面到再次扎进缝制平面的间隙送料机构才可以运动。
送料的角度如图13［5］α角度。
电脑花样机是根据图形数据信息进行缝纫，图形数据信息由上位机示教生成，其限定量决定了针距的变化范围在0.1～20 mm之间，对于不同的针距，可能要采取不同的速度规划方案。
按照该速度规划方案的方法计算，在针距为0.1～9.0 mm时，采取直接突跳频率运行的方式；而在针距为9.0～20 mm时，采取S型加减速的方法。
该花样机系统在采取该速度规划方案以前，采用固定加减速的匀加减速控制，从高速到低速其振动都比较大。
并且花样机在到达高速2 000 r/min时扎针孔观察效果，其针孔有变大、针与布框干涉的现象。
而在采取了该速度规划方案时，花样机速度从低速到高速时，其振动明显降低。
而在针距为0.1～3.0 mm范围内时，主轴速度到达2 400 r/min时，XY进给送料运动跟随主轴运动良好，所得到的针孔和所缝纫出的线迹良好。
5 结论根据进给距离的长短及主轴转速的高低，将其分为突跳频率速度控制、短距离运动速度规划及长距离运动速度规划。
选择S型曲线以减轻其因加速度突变而引起的柔性冲击，降低了振动。
对由进给轴产生的强迫振动，改进了主轴运动的时序，以减小激振力来降低其振动。
对速度规划中，由最大加速引起的最大加速转矩进行验证，给出了验证方法。
此方法已经在电脑花样机系统上进行了验证，证明了该方法可以保证进给运动的平稳性、柔顺性和定位精度，在实际应用中具有较高的应用价值。
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