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ppu是什么？它是怎么推导出来的？
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运动控制
ppu是什么？它是怎么推导出来的？
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（1）
刘丰标
2021-10-13 11:31:34
1、ppu的概念
在运动控制领域中，尤其是自动化的运动控制卡中经常有一个概念ppu，ppu是运动控制卡的虚拟单位，是为了方便软件开发人员在程序中使用的一个单位，其目的是为了应对不同的机构（设置完成后，当我们设置指令为1，则机构走1mm），这里以研华pci1203运动控制卡为例，PPU 的值 = CFG_AxPPU 属性值（分子） /CFG_AxPPUDenominator（分母） 属性值（这个两个属性值可以在研华自带的utility软件的轴参数中设置），如下图所示：
对于上述机械机构和驱动参数，PPU 的设定推导如下：
机构条件：
丝杆导程：20mm（对于单线螺纹，导程和螺距相同，对于多线螺纹，导程=螺距
线数）
丝杆端齿数为 50，电机端齿数为 10，即丝杆转 1 圈，电机需要转 50/10=5 圈。
驱动器参数为电机每转 1 圈的指令脉冲数为 10000。
若用户预设定单位为 1 毫米 (mm) 时（丝杠所在机构走1mm），则依照上列机构条件，可以得到以下计算公式：
PPU = (10000
50)/(10*20)
化简后可得到 :
PPU=500000/200=2500
即实际机构移动每毫米 (mm) 轴卡需输出的脉冲数为 2500，单位为pulse/mm。
因此可设置：
CFG_AxPPU 属性值为 2500
CFG_AxPPUDenominator 属性值为 1
浮点 PPU 是当用户的距离单位对应的 PPU 不能为整数时，可通过设置浮点 PPU 实现。
例如客户移动 10mm，需要 1005 个脉冲，所以每移动 1mm，所需要的脉冲数为 100.5 个
pulse。为了解决距离误差，可通过设定 PPU 的分母，得到 double 类型的实际 PPU 参
与距离与速度等的计算中，
因此可设置：
CFG_AxPPU 属性值为 201
CFG_AxPPUDenominator 属性值为 2
特别注意：
PPU 分子和 PPU 分母属性需首先设定，否则会影响其他 PPU 相关属性如
HomeCrossDistance。通过 PPU 分子和 PPU 分母可实现实际 PPU 为浮点值的问题，但是
因为内部机制的限制，尚存在一些限制。例如，PPU 分子 /PPU 分母得到实际 PPU 为
3.33333333…, 当dis = 100.0PPU，当内部将 dis 转成实际 pulse 数时取整为：
100.0*3.33333333… 为 333， 最终得到的位置转成实际PPU 后为：333/3.33333333…
约为 99.9.，这就不是100个PPU了，得到的值与设定的值略有差别，所以在整个系统中尽量避免出现这种分子和分母出现浮点数的情况。
概念解释
1、螺距：螺距是螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，也就输轴转一圈对应轴在轴向移动的距离；
2、导程：导程是指同一螺旋线上相邻两牙对应点的轴向距离（注意当螺纹线数为1时，螺距=导程
当螺纹线数大于1时，螺距=导程/线数）
3、齿轮齿数与转速的关系：
互相咬合的齿轮，他们的齿数和转数成反比，因为互相咬合的齿轮通常是一个齿轮的转动带着另一个齿轮的转动，一个齿轮转动一个齿，另一个齿轮也转动一个齿，
无论怎么转，最后两个齿轮转动的齿的总数是一样的，齿轮转动的总齿数等于齿轮的齿数乘以转数
，及两个互相咬合的齿轮的齿数与转数的及时相等的。
互相咬合的齿轮的齿数与转数成反比。
转速n只与齿数z、以及传动比ι有关，它们之间的关系为： ι=Z2/Z1=n1/n2 ι——传动比
Z1——主动齿轮的齿数 Z2——被动齿轮的齿数 n1——主动齿轮轴的转速 n2——被动齿轮轴的转速
1、ppu的概念
在运动控制领域中，尤其是自动化的运动控制卡中经常有一个概念ppu，ppu是运动控制卡的虚拟单位，是为了方便软件开发人员在程序中使用的一个单位，其目的是为了应对不同的机构（设置完成后，当我们设置指令为1，则机构走1mm），这里以研华pci1203运动控制卡为例，PPU 的值 = CFG_AxPPU 属性值（分子） /CFG_AxPPUDenominator（分母） 属性值（这个两个属性值可以在研华自带的utility软件的轴参数中设置），如下图所示：
对于上述机械机构和驱动参数，PPU 的设定推导如下：
机构条件：
丝杆导程：20mm（对于单线螺纹，导程和螺距相同，对于多线螺纹，导程=螺距
线数）
丝杆端齿数为 50，电机端齿数为 10，即丝杆转 1 圈，电机需要转 50/10=5 圈。
驱动器参数为电机每转 1 圈的指令脉冲数为 10000。
若用户预设定单位为 1 毫米 (mm) 时（丝杠所在机构走1mm），则依照上列机构条件，可以得到以下计算公式：
PPU = (10000
50)/(10*20)
化简后可得到 :
PPU=500000/200=2500
即实际机构移动每毫米 (mm) 轴卡需输出的脉冲数为 2500，单位为pulse/mm。
因此可设置：
CFG_AxPPU 属性值为 2500
CFG_AxPPUDenominator 属性值为 1
浮点 PPU 是当用户的距离单位对应的 PPU 不能为整数时，可通过设置浮点 PPU 实现。
例如客户移动 10mm，需要 1005 个脉冲，所以每移动 1mm，所需要的脉冲数为 100.5 个
pulse。为了解决距离误差，可通过设定 PPU 的分母，得到 double 类型的实际 PPU 参
与距离与速度等的计算中，
因此可设置：
CFG_AxPPU 属性值为 201
CFG_AxPPUDenominator 属性值为 2
特别注意：
PPU 分子和 PPU 分母属性需首先设定，否则会影响其他 PPU 相关属性如
HomeCrossDistance。通过 PPU 分子和 PPU 分母可实现实际 PPU 为浮点值的问题，但是
因为内部机制的限制，尚存在一些限制。例如，PPU 分子 /PPU 分母得到实际 PPU 为
3.33333333…, 当dis = 100.0PPU，当内部将 dis 转成实际 pulse 数时取整为：
100.0*3.33333333… 为 333， 最终得到的位置转成实际PPU 后为：333/3.33333333…
约为 99.9.，这就不是100个PPU了，得到的值与设定的值略有差别，所以在整个系统中尽量避免出现这种分子和分母出现浮点数的情况。
概念解释
1、螺距：螺距是螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，也就输轴转一圈对应轴在轴向移动的距离；
2、导程：导程是指同一螺旋线上相邻两牙对应点的轴向距离（注意当螺纹线数为1时，螺距=导程
当螺纹线数大于1时，螺距=导程/线数）
3、齿轮齿数与转速的关系：
互相咬合的齿轮，他们的齿数和转数成反比，因为互相咬合的齿轮通常是一个齿轮的转动带着另一个齿轮的转动，一个齿轮转动一个齿，另一个齿轮也转动一个齿，
无论怎么转，最后两个齿轮转动的齿的总数是一样的，齿轮转动的总齿数等于齿轮的齿数乘以转数
，及两个互相咬合的齿轮的齿数与转数的及时相等的。
互相咬合的齿轮的齿数与转数成反比。
转速n只与齿数z、以及传动比ι有关，它们之间的关系为： ι=Z2/Z1=n1/n2 ι——传动比
Z1——主动齿轮的齿数 Z2——被动齿轮的齿数 n1——主动齿轮轴的转速 n2——被动齿轮轴的转速
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