数控卷边机控制系统为单轴开环控制系统,其以计算机的数字脉冲指令Xin为输入,经步进电机驱动电源的脉冲信号分配电路和功率驱动电路将脉冲信号分配和放大后,驱动步进电机旋转;滚珠丝杠、螺母副将步进电机的角位移转换为滑枕的线位移,即系统以滑枕位移Xout为输出。 控制系统数学模型的建立: (1)转换环节的数学模型:在建立步进电机的数学模型时,以步进电机的转角Hi(s)作为目标值。由于控制步进电机的是数字脉冲信号,不是步进电机转角Hi(s),所以其间存在一个由数字脉冲信号到电机转角的转换环节。对于本数控系统,步进电机的步距角为75b,这意味着步进电机转子旋转一周,需要接受480个数字脉冲信号;这是一个积分环节,所以由数字脉冲信号到步进电机转角Hi(s)这一转换环节的传递函数为G1(s)=2P480s=P240s。 (2)步进电机的数学模型:采用的步进电机为反应式步进电动机,在某时刻电机要按控制指令运动到指定位置(激励量),一般是从前一励磁状态的稳定平衡点向新的平衡点转动,但是电机转子的实际位置H0可能因诸多原因与激励量有一微小的差距,即实际控制量和目标值有一微小的差距。