基于单片机的步进电机虚拟细分技术的研究

步进电机由于具有控制简单,步距误差不长期积累和可靠性高等特点而被广泛地应用于数控和机器人等领域;步进电机的控制,目前主要是采用细分驱动技术,这种控制方式在细分数较低或低频阶段仍然存在明显的"步进"感;采用一种虚拟细分技术,在通常的一个细分步距角中,插入若干个虚拟细分点,使步进电机的电流更接近于正弦波,从而在电机内部产生更趋于圆形的旋转磁场,使步进电机能够低频阶段平稳运行,消除低频振荡;实验结果表明,采用虚拟细分技术能使步进电机运行更加稳定,更接近于伺服电机的性能。     

步进电机细分驱动电磁转矩分析

步进电机运行时存在低频振荡、高频容易失步等缺点,采用细分驱动方法可以有效提高步进电机的运行性能.步进电机的运行性能主要由电磁转矩决定.为了研究细分数对步进电机细分驱动运行性能的影响,推导了电磁转矩随细分数变化的函数关系式.通过对步进电机细分驱动与整步驱动时瞬时电磁转矩、总有效转矩及总有效转矩的方差的比较分析,得出了细分驱动可使步进电机总有效电磁转矩增加、转矩波动幅度减小、转矩波动频率增大等结论,细分驱动可提高步进电机的运行效率和平稳性,克服步进电机运行时的共振现象.研究结果表明步进电机细分驱动能够有效地克服低频振荡、高频失步等缺点,扩大了步进电机的应用范围,具有实际应用价值.     

两相混合式步进电机细分驱动器研制

讨论了步进电机的细分驱动原理以及数字PI控制策略。介绍了一种基于数字信号处理器(DSP)的两相混合式步进电机细分驱动器的软硬件结构,并给出了实际运行的电机相电流波形。通过采用电压补偿、电流负反馈以及数字PI调节,对步进电机相电流进行"阶梯化"正弦波控制,使步进电机相电流接近正弦波,改善了步进电机的运行工况。     

基于单片机的步进电机细分控制系统

步进电机细分技术主要用于提高电机的运转精度,实现步进电机步距角的高精度细分。通过对步进电机细分驱动原理的分析,合理选择细分电流波形,以AT89C51单片机为核心,结合步进电机驱动芯片L 297/298,设计出步进电机的斩波恒流细分驱动控制系统。并在实际运行过程中运行良好。     

基于TSMC0.18μmCMOS工艺的PWM电路设计

随着微电子技术和计算机技术的发展,步进电机在自动控制等相关领域的应用日益广泛,而其运行性能与其使用的驱动器相关。就步进电机的驱动技术而言,细分驱动具有良好的控制效果,PWM是目前步进电机细分驱动电路中普遍采用的技术,具有功耗低、体积小、适合于复杂的电流波形控制、动态性能好等优点。本文通过Cadence软件,采用TSMC0.18μmCMOS工艺设计了一款PWM控制电路,该电路由RS触发器电路、电压比较器电路、振荡器电路和施密特触发器电路构成,其中振荡器的输出频率为f=25097kHz,振荡周期为T=39.85ns,电流波动极小。在步进电机中可实现双极性、固定关断时间的定电流PWM控制,用PWM斩波电路实现恒流斩波控制,以获得良好的转矩-频率特性。     

基于FPGA的步进电机均匀细分驱动器的实现

在对步进电机细分驱动原理进行分析研究的基础上,提出一种基于FPGA控制的步进电机细分驱动器.利用FPGA中的嵌入式EAB构成LPM-ROM,存放步进电机各相细分电流所需的PWM控制波形数据表,并通过FPGA设计的数字比较器,同时产生多路PWM电流波形,实现对步进电机转角进行均匀细分控制.     

基于DSP的步进电机多轴控制系统研究

以数控机床为应用背景,针对各轴向定位精度不高的问题,介绍一种自主设计并制作出的基于DSP的步进电机多轴控制系统;该系统以TMS320F2812为控制核心,采用协调控制的方法,实现了三轴向步进电机的单独控制或协调控制,此外每个轴向上还有加减速、细分、电流负反馈和PWM脉宽调制等功能,使得系统对步进电机的控制更加完善;实验结果表明,系统稳定正常运行,能实现多轴向步进电机的集中控制,也能使得各个轴向能以不同速度不同细分数相互协调工作.     

一种高速定时／计数器电路

在工业过程控制系统中,利用步进电机作为低转速控制的执行机构,较之其它电机有很突出的优点。步进电机的转速取决于控制它的脉冲序列频率,而后者可以做得很稳定;控制性能好、起动、停车、反转及转速的改变,都可在少数脉冲内完成,步进电机的脉冲给定方式,很容易由微型计算机来实现。但是,在低转速下,步进方式使运行中的步进电机有明显的抖动现象,运行不够平稳,这可考虑用步距角细分方法来改善。另外,要求控制系统能提供较高的转速分辨能力,或即是给定脉冲序列周期的最小分辨率。我们在研制一种工业过程控制系统中利用步进电机提供低转速驱动,采用了十细分步进电机驱动方案时电机运行很平稳。经分析,对步进电机频率给定器提出的要求是:     

服装裁剪机的步进电机细分控制系统

针对服装裁剪机中步进电机的运动控制问题,基于LPC2138和L6207设计了步进电机细分控制系统,实现了对步进电机的高精度细分控制。实验结果表明,步进电机可以在细分控制系统的控制下稳定、准确的运行,满足了服装裁剪机的精度要求。     

基于FPGA的步进电机细分驱动器的设计

在研究步进电机细分驱动原理的基础上,提出了一种采用丌,GA芯片实现步进电机恒转矩细分驱动的方法.利用FPGA芯片中的嵌入式阵列块(EAB)构成LPM_ROM来存储步进电机各相细分电流的数据,并把斩波控制电路集成到FPGA内部,从而提高了系统的集成度和稳定性.微控制器只需提供细分数等参数,就能精确控制步进电机的运行,所以该设计特别适用于某些实时控制场合.