基于MCU与FPGA的恒转矩步进电机细分驱动控制系统

介绍了基于MCU与FPGA控制的步进电机细分驱动技术。步进电机的两相绕组电流按正弦和余弦规律变化,正弦/余弦表格嵌入FPGA中,实现了恒转矩细分驱动,提高了步进分辨率,细分数可达256,步进电机运行平稳,定位精确;利用MCU设定步进电机的转速、转向、细分数、通讯地址和波特率等,这些参数在LCD上显示,并由RS485串口通讯构成监控系统,特别适用于实时控制系统。     

步进电动机细分驱动建模与运行曲线优化设计

依据两相混合式步进电动机的机械与电气特性以及电机正弦细分驱动原理,建立了步进电动机开环控制模型。设计了一种基于正弦加速度的新型S型升降速曲线,并与传统梯形、抛物线和5段S形曲线进行仿真比较。仿真结果表明,改进型S曲线的矩频特性更加符合电机转矩特性,运行时无加速度突变冲击;在不同细分电流驱动下正弦加速度S曲线的电机终点残余振幅小于传统型曲线。将电流细分驱动与正弦加速度S曲线相结合的控制方法可以减小步进电动机柔性冲击,提高电机运行稳定性。     

步进电机控制系统建模及运行曲线仿真

为了优化开环情况下步进电机的控制,研究运行曲线和传动刚度对步进电机开环控制系统运动情况的影响.依据步进电机运行原理和系统动力学特性,建立控制系统数学模型.设计一种基于正矢函数,高阶平滑的加减速曲线,并与常见的匀加减速曲线和指数型加减速曲线进行了比较仿真.仿真结果表明正矢型加减速曲线能够更好地抑制运动过程中的冲击,减小终...     

基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路设计

在采用步进电机驱动的机构中,为了提高定位精度,提出了一种基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路的设计方案.采用正弦/余弦细分方案,通过嵌入cos/sin表格于FPGA中,合理控制步进电机两相绕组的电流,实现斩波恒流均匀细分驱动,减小了步距角、提高了步进分辨率,最高细分达到256.给出了FPGA软件设计,并在Modelsim中完成了仿真.仿真结果表明,分频、定时,正弦/余弦函数以及全桥控制信号,都可以由FPGA准确无误地产生,达到了设计的要求,取得了满意的效果.在实际的应用中,电机运行平稳.     

步进电动机运行曲线设计与仿真

以三相混合式步进电动机为研究对象,建立步进电动机控制系统模型.以一个具体传动应用为例,用MATLAB仿真,研究电机运行曲线参数对电机运行性能的影响,从而实现对电机精确而快速定位的优化控制.     

基于AT89S52高精度步进电机伺服控制系统设计

采用AT89S52单片机为控制核心,通过键盘输入指令完成对步进电机转向和转速的设定,实现了对电机的实时控制,其相关数据可通过数码管显示.实现功能的程序全部用汇编语言编写,并对永磁式35BY48S03电机进行实际测试,结果表明:该设计工作稳定、定速精确误差小,满足了实际教学需要.     

步进电机指数型加速曲线优化与实现

在开环控制方式下,步进电机在其加速过程中易出现失步和过冲现象。用传统的指数规律进行加速的方法虽能保证步进电机的运行稳定性,但该方法在离散化过程中存在着运算复杂等问题。针对这些问题,本文对步进电机运动特性方程进行分析,提出了步进电机指数型加速曲线的离散化过程的改进算法。最后,通过Matlab仿真和硬件实验来证实该算法的有效性。     

步进电机变速控制系统的设计

为了实现步进电机在有限的时间内快速启动、高速高精度地运行,本文设计了一种步进电机变速控制系统。完成了以P89C51单片机为核心,外加DM4242驱动器的搭建硬件系统,利用Proteus结合Keil对设计程序进行仿真,并将仿真波形和实际的变速曲线在硬件系统上进行了试验验证,得到了预想的加减速曲线。结果表明该方法在步进电机的加减速控制系统设计中的可行。胜。     

步进电机加减速控制新方法的研究

通过对步进电机加减速控制方法的深入研究,提出了五段S型曲线的加减速方法,根据设定的位移和时间,计算出S型曲线的参数,根据S型曲线的离散方法,实现PLC控制步进电机完成加减速控制。结果表明:这种加减速算法能够保证速度、加速度的连续,有效抑制失步和过冲现象,避免了机械柔性冲击,延长系统寿命。     

车载仪表用电机驱动控制系统的研究

针对汽车仪表上面指针需平稳地转到目标位置、精确地反映车况信息,基于汽车仪表用步进电机6405 R475,提出一套驱动控制系统.介绍了该汽车仪表用步进电机的分步、微步驱动原理,并搭建微步驱动模型.然后具体分析了该汽车仪表用电机不归0对后续控制的影响,并对归0的过程进行了设计.最后对抛物线形S曲线的数学模型进行了分析,并基于该S曲线对该汽车仪表电机在转动过程中进行算法规划.通过实验证明,该套控制系统能够满足设计需求.     

感应式球形电机结构设计与参数分析

针对目前多自由度电机结构复杂,控制难度高的问题,提出一种新型多自由度球形感应电机。该电机由三个空间对称分布的弧面定子驱动球形转子实现多自由度运行。首先,介绍了电机的基本结构和运行原理并对根据直线感应电机的设计理对电机主要参数进行计算;然后,建立Ansoft/Maxwell有限元仿真模型对电机进行稳态磁场仿真;同时对电机在不同转子参数以及不同激励时的稳态运行特性进行分析,为这类电机的优化设计与运动控制提供依据。结果表明:在额定激励下,感应式球形电机单个定子可产生1N·m的稳态转矩,稳定转速可达350r/min,满足多自由度运行要求。     

基于STM32的通用化电机角度测试系统设计

步进电机是航天器控制系统的核心组成部件,逐年增多的商业航天及型号任务使用的步进电机种类越来越多,对通用化电机测试系统的需求越来越迫切,综合多种电机常见的角度测量方案研制了一款基于STM32的通用化电机角度测试系统,适用于零位传感器、电位器、霍尔传感器和旋转变压器四种角度测量方案,能够满足目前绝大部分步进电机的角度测试需求。通过测试试验,表明研制的通用化电机角度测试系统测量准确、运行稳定、操作方便,为航天器太阳帆板驱动机构的高性能步进电机测试提供了完整的解决方案。     

可编程逻辑器件在步进电机控制系统中的应用

用可编程逻辑器件设计了一个用于步进电机的脉冲信号产生及控制电路，并根据具体要求，对给定脉冲频率及步进电机单步运行时的脉冲进行显示，通过传感器可以测量步进电机的步距角。控制电路可实现步进电机单步运行和连续运行方式，具有正反转控制功能。     

基于数字信号处理器的步进电机运动控制

介绍有关步进电机的伺服运动控制,设计了基于数字信号处理器的运动控制系统。     

基于RTX的步进电机寿命实验

步进电机在现代控制中发挥着越来越重要的作用,为了保证产品的可靠性,步进电机的寿命的评估也变得尤为重要。基于Windows的评估系统能够很好的解决这个问题,但是由于Windows操作系统的实时性较差,而步进电机的控制需要精确的时序,所以由其产生的驱动信号时序无法满足要求。采用了Ardence公司的基于Windows的硬实时解决方案RTX ,并结合某项目步进电机寿命实验,总结出了Windows环境下RTX实时应用系统的设计方法与开发流程。实验证明基于RTX产生的驱动信号满足步进电机的运动要求,并且能够不受外部事件的干扰,重复性良好,说明该方法是实时的、稳定的、可靠的。     

一种数控钻孔机的设计与实现

用台达PLC对步进电机进行开环控制实现钻孔机的分度定位和进给定位,并用人机界面设置工艺参数.阐述了钻孔机的机械原理和组织及其控制系统的硬件和软件.步进控制指令方便地解决了自动顺序控制程序,常加减功能的脉冲输出指令有效地解决步进电机开环控制.     

超低速、高可靠空间二维转台伺服控制系统设计

为了实现空间二维转台在轨高可靠性和低成本的应用,同时具有低速平稳运动、高精度跟踪和360°全范围连续工作等能力,建立了以FPGA芯片为核心的步进电机矢量控制系统,通过电流正弦细分表的PWM斩波调节实现步进电机的128细分精准控制,以21位光电编码器作为位置反馈,谐波减速器作为传动机构,实现了二维转台的开环控制、速度实时...     

Developing an educational simulation program for the PM steppingmotor

A simulation program for the claw-pole permanent-magnet (PM) stepping motor was developed for use in a college sheet classroom. Based on circuit equations and equations of motion, it aims to impart to the student the ability to develop insight into the PM stepping motor, which operates on simple principles but displays sophisticated characteristics when electronically driven. The step-position error caused by cogging torque and assembly error, and measures to reduce such errors, are discussed. It is concluded that this software can provide a useful tool for practical mechatronics design     

步进电动机加速运行控制研究

步进电机在起动、变速或停止时,会出现起动时间慢、起动失步甚至是不能起动、以及停止冲击大等现象。因此对步进电机起动加速运行和停止减速运行进行控制,对于实际的控制系统具有积极的意义。在建立步进电机数学模型和传递函数的基础上,分别采用简单加速算法和指数加速算法对电机加速度运行进行控制;通过仿真和实验,结果表明比起简单加速算法,指数加速算法能够更好地控制步进电机加速运行。     

基于步进电机的时变边界层滑模位置控制研究

文章基于两相混合式步进电机控制系统,将滑模控制算法应用于位置控制,以改善系统动态性能和抗干扰性,同时,为削弱滑模控制中的抖振问题,首先设计了一种时变边界层的控制算法,在等速趋近律的基础上将时变边界层算法应用于电机位置控制系统。然后通过Matlab/Simulink进行了仿真实验验证,并进一步完成了实际实验,证明了文中提出的控制算法可以对传统滑模控制中的抖振问题进行明显的削弱,且动态性能较为良好,最后通过对比实验,将文中应用的控制算法与传统的PID控制在突加负载的情况下进行对比,得出应用了时变边界层控制算法的两相混合式步进电机位置控制系统的确具有一定的优势。