支持Modbus RTU协议的步进电机控制器设计

针对在设备中需要控制多个步进电机的需求,设计了基于RS-485网络的步进电机控制系统。使用STM32单片机实现了Modbus RTU协议,有效解决了单个处理器不能同时控制大量步进电机的问题和多步进电机驱动系统中零点位置、极限位置信号处理的实时性的问题。该方法在多个项目中得到了应用,既能满足实时性要求,又具有很好的扩展性能。步进电机的驱动使用了集成驱动芯片,详细分析了该芯片的使用中的关键技术。     

Novel stepper motor controller based on FPGA hardware implementation

This paper proposes a novel stepper motor controller based on field programable gate arrays, showing a remarkable performance. The system provides a combination between a novel algorithm and programmable logic to achieve both high speed and high precision on a compact hardware.     

TMC428型3轴步进电机控制器的原理及应用

TMC428是TRINAMIC公司最新开发的步进电机运动控制器．它可减少电机控制软件设计的工作量，降低开发成本。以它为核心（包括TMC236型步进电机驱动器）构成的3轴步进电机驱动控制系统具有尺寸小、控制简单的优点，可同时控制3个两相步进电机。     

基于滑模控制器的步进电机的无传感器控制

为了消除步进电机在开环控制时系统抗扰动能力差,易受电机参数摄动影响及失步的问题。由于传统加入编码器检测控制的方法,不能够解决系统稳定性与可靠性的问题。文中根据滑模变结构控制原理,针对两相混合式步进电机的数学模型,设计一个滑模控制器来实现步进电机的无位置传感器的闭环控制。仿真实验结果表明,与传统闭环控制相比,有效防止了步进电机突加负载而造成的失步,系统的动态性能明显改善,且具有对电机参数不敏感及抗扰动能力强等特点。     

基于FPGA的步进电机优化控制

随着控制技术以及步进电机（StepperMotor）的发展,现代工业的许多领域对步进电机的需求也越来越大。但是传统的步进电机控制系统多以单片机等微处理器为基础,往往具有控制电路体积大、控制效率低、稳定性差等缺点。利用FPGA控制速度快、可靠性强等特点,利用等步距细分原理和PWM控制技术,设计出了高灵活性、可人机交互、分辨率高的步进电机控制系统。仿真和实验证明,该控制系统高效可靠。     

步进电机变速控制系统设计

空间光学探测仪器为实现视场扫描、波段转换等功能,往往需要步进电机进行驱动。空间用步进电机要求精度高、功耗低、可靠性高。本文设计了一种基于FPGA的两相步进电机控制系统,采用矢量横幅均匀旋转的方法实现八细分驱动。并根据S曲线算法模拟离散的S曲线加减速算法表,保证电机转子运转速度与加速度变化的连续性,提高电机运行的平稳性能。测试结果表明,该套控制系统功耗低、精度高,很好的完成了设计要求。     

基于步进电机的位置随动系统的设计

通过设计位置随动系统,实现对障碍物的角度跟踪,基于设计目的,考虑到检测距离以及收发一体的特性,首先确定选取ST188红外一体感器来检测障碍物的位置,通过单片机对电机系统进行旋转控制,从而可实现全方位立体的扫描,系统指示障碍物停留的位置,实现全方位监控的目的。     

MC33991型二相步进电机驱动器

MC33991是Motorola公司生产的两相步进电机驱动器，可以准确地控制步进电机的运动并及时反馈步进电机的工作状态。该电路有良好的抗干扰能力，可以灵活地控制驱动步进电机，是汽车电子设备特别是汽车仪表中的理想驱动器。     

在不干扰电话线的前提下从中获取电力

闲置的电话线引诱设计者把它的48V电位用作电源.但是,美国联邦通信委员会的电信规定第68章规定:连到电话线并且不使用于通信的任何设备的电阻都不得低于5MΩ(参考文献1).     

新颖的串行控制步进电机驱动器

美国Allegro公司推出的A3972型串口控制器是步进电机微步距驱动专用电路。一个A3972外加一个简易CPU即可实现二相步进电机的32微步距驱动。文中介绍该电路的特点、引脚功能和工作原理．并给出A3972的典型应用电路，该电路已成功地应用在某步进电机伺服系统中。     

内置功率驱动的A3980型步进电机控制器及其应用

A3980是Allegro公司推出的一款易操作、内置功率驱动的步进电机驱动器,利用该电路来控制步进电机具有低噪声、低功耗和高精度等优点.文中对A3980的主要特点、引脚功能及应用做了详细介绍.     

新型五相步进电机控制技术

五相步进电机已被广泛应用于控制旋转角度、速度、位置和同步性的诸多领域。通过对新型五相步进电机工作原理的研究,采用Luminary公司LM3S615芯片设计完成步进电机的控制组件,由其内部自带的脉宽调制(PWM)模块产生驱动组件所需的接收时序信号,实现对驱动组件进行细分驱动。通过配置驱动组件,可以产生占空比不同的方波,从而在电机线圈内能够产生多种不同幅值的电流来实现细分驱动。选用的五相步进电机平台型号是SGSP(MS)20-85(X)。通过实验表明可以实现对步进电机的步进角、角位移量以及转动速度和加速度的精确控制。     

用虚拟细分法控制步进电机

针对步进电机控制中容易出现的问题,提出一种虚拟细分的方法,该方法既能够适应复杂的控制环境,又大大提高了控制精度.首先将电机的步进角平均分为Ⅳ(其值根据精度要求确定)个固定细分步,以该量作为基本计算单位,提出控制策略,即按照定周期变步长(转速慢时)和变周期定步长(转速快时)两种方式进行控制;其次,根据匀加速、匀速和匀减速三种运行状态,采用运动学公式建立了数学模型,计算当前载波周期的角位移和转速,并根据转速确定下一载波周期的大小,根据转子的当前位置确定是否换相,从而实现全过程的控制;最后,通过应用实例证明,该方法在工程实践中是可行的,完全能够获得满足精度的步进参数.     

Total sliding-mode controller for PM synchronous servo motor driveusing recurrent fuzzy neural network

In this paper, the dynamic responses of a recurrent-fuzzy-neural-network (RFNN) sliding-mode-controlled permanent-magnet (PM) synchronous servo motor are described. First, a newly designed total sliding-mode control system, which is insensitive to uncertainties, including parameter variations and external disturbance in the whole control process, is introduced. The total sliding-mode control comprises the baseline model design and the curbing controller design. In the baseline model design, a computed torque controller is designed to cancel the nonlinearity of the nominal plant. In the curbing controller design, an additional controller is designed using a new sliding surface to ensure the sliding motion through the entire state trajectory. Therefore, in the total sliding-mode control system, the controlled system has a total sliding motion without a reaching phase. Then, to overcome the two main problems with sliding-mode control, i.e., the assumption of known uncertainty bounds and the chattering phenomena in the control effort, an RFNN sliding-mode control system is investigated to control the PM synchronous servo motor. In the RFNN sliding-mode control system, an RFNN bound observer is utilized to adjust the uncertainty bounds in real time. To guarantee the convergence of tracking error, analytical methods based on a discrete-type Lyapunov function are proposed to determine the varied learning rates of the RFNN. Simulated and experimental results due to periodic step and sinusoidal commands show that the dynamic behaviors of the proposed control systems are robust with regard to uncertainties     

多点步进电机的远程位置控制系统

步进电机的远程多点位置控制系统,利用TCP协议将服务器端控制中心和客户端控制器接入因特网,可实现控制数据和位置监控数据的远程同步传输。系统采用NI公司的CompactRIO作为核心控制器;通过LabVIEW编写改进专家PID控制算法,可根据设定位置与实时位置的偏差动态设定输出控制器参数,有效防止过冲现象,实现步进电机的精确位置控制。步进电机的驱动控制电路由单片机和LM298构成,结合多级细分控制方法可有效抑制步进电机的震动和失步。     

步进电动机矩频特性测试方法研究

系统研究开发出了一套完整的步进电动机矩频特性测试试验系统.采用了基于PLC控制的磁滞制动器和扭矩传感器搭建了系统的硬件平台和软件设计,采用工控机作为测试结果的处理和显示,实现了自动控制和自动测试的电机矩频特性测试系统.试验结果表明,本系统运行稳定,测试精度高,高达0.005Nm的分辨率.该系统表明可以很好地进行步进电动机的矩频特性测试.     

基于单片机的步进电机控制系统的研究

本设计应用单片机、步进电机驱动芯片、LED显示和键盘阵列,构建了集步进电机控制器和驱动器于一体的步进电机控制系统。讨论了一种步进电机变频调速的方法。本控制系统的开发采用了软硬件协同仿真的方法,有效地减少系统开发的周期和成本。     

A generalised solution for generating stepper motor speed profiles in real time

We present a new low-complexity algorithm for controlling a stepper motor to rotate with constant acceleration or deceleration. It can be operated on a basic low-end microcontroller and does not require any data tables. Also, it does not have the limitation of the motor having to start from standstill. The algorithm was tested using a small robot programmed to move and change acceleration ‘on the run’. The theoretical foundations for further improving the timing accuracy of the algorithm were also derived.     

Kinematic design and commutation of a spherical stepper motor

This paper addresses the design and commutation of a novel kind of spherical stepper motor in which the poles of the stator are electromagnets and the poles of the rotor (rotating ball) are permanent magnets. Due to the fact that points on a sphere can only be arranged with equal spacing in a limited number of cases (corresponding to the Platonic solids), design of spherical stepper motors with fine rotational increments is fundamentally geometrical in nature. We address this problem and the related problem of how rotor and stator poles should be arranged in order to interact to cause motion. The resulting design has a much wider range of unhindered motion than other spherical stepper motor designs in the literature. We also address the problem of commutation, i.e., we determine the sequence of stator polarities in time that approximate a desired spherical motion     

基于AVR高低压步进电机驱动器设计

针对传统步进电机驱动器电路结构复杂、噪声大、精度差等问题,设计了一款基于AVR的高低压步进电机驱动器。文中重点介绍了新型的高低压步进电机驱动器的电源切换原理和构成,并设计了相关电路进行验证。实验结果表明:文中所研究的步进电机驱动器具有设计简单、电机震动小、噪声低等优点,且能高效地对步进电机进行控制,满足了工业生产要求。