基于单片机与FPGA的多重细分步进电动机驱动系统

介绍了步进电动机细分控制,提出了基于单片机与FPGA控制的PWM细分驱动技术,利用单片机来设定电机的转速、转向.由FPGA产生阶梯脉冲形成阶梯形电压信号以控制步进电动机每相绕组在各时刻的电压,从而实现步进电动机转角的任意细分控制.利用VHDL语言编程实现了步进电动机256细分控制器的PWM模块、速度控制模块、数字比较模块等功能.     

用PCL-839和GAL实现步进电动机的控制

为了简化步进电动机的控制,提高控制电路的适应性和可靠性,以步进电动机控制卡 PCL-839 作为步进电动机控制核心,用通用阵列逻辑(GAL)实现步进电动机环形脉冲分配器,通过在上位 PC 机编制控制软件,实现了步进电动机起停、加减速和正反转的高速控制,详细描述了控制系统的硬件构成和软件实现流程.该控制方法直观、可靠,电...     

基于FPGA数字硬件的无刷直流电动机速度控制系统

针对传统无刷直流电动机数字控制器中,电动机控制采用软件方式实现所带来的控制速度慢、可靠性低等问题,提出了一种全数字化的无刷直流电动机速度伺服系统控制器的数字硬件方案,并在一片高端现场可编程门阵列Cyclone Ⅲ FPGA中得到了具体验证和实现。该方案综合运用FPGA丰富的逻辑资源,针对电动机信号检测和控制的特点,采用HDL硬件语言实现了PI调节模块、滤波模块、霍尔测速模块、前馈补偿模块、PWM调制及换相模块等功能,整个控制系统响应速度快、超调小、稳态误差小、可靠性高、灵活性强,实现了全数字控制,在速度伺服或位置伺服等高性能运动控制系统中有重要的应用价值。实验结果表明,该控制器控制周期缩短到40μs,具有良好的动态和静态性能。     

非零速启停的低功耗步进电机控制器研究

为了优化步进电机开环控制性能,对非零速启停的加减速曲线算法及其低功耗硬件逻辑实现进行了研究。针对零速启停的加减速曲线存在控制性能难以充分发挥的问题,提出了一种非零速启停的步进电机线性加减速曲线算法,将加减速过程划分为四种转动模式,可构建任意的线性速度剖面。首先理论推导了四种加减速转动模式的控制脉冲周期;其次结合流水线设计思想优化加减速曲线算法的硬件逻辑模型,在FPGA中设计了步进电机控制器IP核,并采用门控时钟等低功耗IC设计技术实现了IP核的低功耗;最后,搭建了实验平台进行验证。实验结果表明,IP核可以实现四种转动模式的非零速启停控制,实现了高实时、高精度驱动,提升了20%的控制性能,电路面积优化约30%,功耗降低53%,验证了方案的可行性与有效性。     

一种新型步进电机脉冲分配器的研究

介绍了驱动步进电动机用的一种新型脉冲分配器,该脉冲分配器电路采用基于Mealy状态机机理的VHDL描述,并以两种可综合的描述方案分别在CPLD和FPGA器件上综合实现与验证。通过分析这两种硬件描述方案实际综合的结果,说明了其各自的特点。用VHDL描述在可编程逻辑器件上实现步进电机脉冲分配器的硬件设计方案,其控制功能可扩展性好,能方便地构成各种步进电机控制系统,系统结构紧凑,可靠性高,成本低廉,有较高的工程应用价值。     

基于PLC的步进电动机的控制系统及其智能保护

本文在步进电动机的基础上,利用可编程控制器PLC的性能特点,设计出PLC可控的步进电动机控制系统,并完成了加减速的设计,最后对控制系统的智能保护进行了理论上讨论,得到电机控制的新方法。     

基于SOPC的硬件直线插补控制器设计

以数控系统步进电动机双轴驱动的二维直线插补算法为基础,提出基于 SOPC 技术的硬件直线插补器的实现方案.插补器采用串口通信方式,数据经过计算模块和插补模块处理后输出所需频率的脉冲,脉冲输入功率放大器控制步进电动机.同时,基于 FPGA 为硬件开发平台,简化了系统硬件结构.     

基于A3972SB的CPLD控制的步进电动机驱动系统

使用A llegro公司的新一代的步进电动机的驱动芯片A3972SB构成小型步进电动机的硬件驱动部分,软件部分用VHDL语言对复杂可编程逻辑器件CPLD进行编程和仿真,产生A3972SB芯片所需的驱动脉冲时序,从而达到对步进电动机进行控制,大大简化了步进电动机控制的实现。     

步进电动机可编程陈列逻辑控制器

步进电动机在工业控制领域得到了普遍的应用。利用可编程阵列逻辑(PAL)集成电路作为步进电动机的控制器,PAL控制器由可编程“与”门阵列和固定的“或”门阵列组成。传统的组合逻辑电路可由“与”门逻辑构成。利用这种方法组成的电路类似于可编程只读存储器中储存电路。 附图是控制步进电动机的PAL电路,利用了PAL16R8。     

步进电机自动升降速及其单片机控制

建立了步进电机三段指数升降速曲线的统一数学模型,用牛顿迭代法求解该数学模型。在单片机中用定步法定时器变频中断实现步进电机不失步自动升降速,为步进电机的升降速控制提供了一种实用方法。     

基于单片机的步进电机运动控制系统设计

为了改善步进电机的应用性能,提出了由PC机和单片机组成的步进电机控制系统的设计方案,包括硬件设计、软件和界面程序,详细介绍了步进电机的升降速实现原理和方法,用Matlab7.1绘制了升降速的指数曲线。在PC机上用C Builder6.0开发了系统的应用软件,能够通过串口向单片机发送数据产生控制信号,实现对步进电机的控制。试验结果表明,整个系统成本低、运行平稳、可靠性好。     

FPGA在多轴步进电机控制器中的应用

提出一种应用现场可编程门阵列( FPGA)实现多轴步进电机控制器的方法.采用IP设计思想,步进电机的运动控制由硬件电路(步进电机IP核)实现,轨迹计算由同一芯片上的微处理器(NiosⅡ软核)实现,从而可以构建多轴步进电机控制器的可编程片上系统(SoPC系统).利用VHDL硬件描述语言,设计了一种高性能步进电机IP核,并进行了仿真验证.为了验证该IP核的复用性,构建了一个4轴步进电机控制器的SoPC系统.实验结果表明,此系统可对多轴步进电机实现高精确度控制,每轴的运动是相互独立的,并且控制参数在线可编程.基于这种方式构建的系统,扩展方便、可移植性高、具有广泛的适用性,可用于多轴伺服系统的工业领域.     

基于FPGA的步进电动机驱动系统设计研究

系统基于51单片机控制,以FPGA芯片来实现驱动,步进电机的脉冲分配作为核心电路加以必要的数字模拟辅助电路,形成一个4相8拍定位系统。该系统完成了步进电机的正确脉冲分配并实现了方向调节、速度调节及定位控制等功能。由于单片机控制模块的使用使得FPGA驱动模块对定位控制更加方便,速度控制精度很高。     

基于虚拟仪器的电动汽车数字化仪表系统设计

设计了一种基于虚拟仪器技术的小巧、灵活、操作方便可靠的电动汽车数字化仪表系统.该系统采用了NI CompactRIO可编程嵌入式控制器、LabVIEW软件开发平台、LabVIEW RT实时操作系统和LabVIEW FPGA模块.系统包括电动汽车CAN总线数据采集信息显示系统和步进电机数字式仪表控制系统,可通过屏幕大信息量显示和直观指针指示的方式及时提供电动汽车运行情况.实验结果表明,系统达到了良好的控制要求.与传统基于单片机的仪表系统开发方式相比较,采用虚拟技术体现出较多的优点.     

基于PLC的风力发电机组变桨系统

介绍一种风力发电机组变桨控制与驱动系统。系统以可编程逻辑控制器（PLC）为主控制器,控制3个桨叶同步地变换桨距角。变桨系统的驱动部分由驱动器和步进电动机组成,驱动器接收PLC提供的控制量,驱动步进电动机按照控制要求转动,带动桨叶完成规定的桨距角的旋转,达到变桨控制与驱动的目的。     

步进电动机快速准确定位系统的设计

将步进电动机快速定位系统划分为补偿表、位置控制器、升降速控制器、信号转换器、转速及位置检测器和失步检测器等功能模块,有利于控制器编程和调试。针对快速定位系统Bang-Bang非线性控制的不足,提出改进措施,将位置控制的相平面分为多个区域,不仅考虑了大、小位置偏差时应采取不同的控制策略,同时提出一种小位置偏差的控制策略。实验证实这种控制策略是有效的,它提高了定位控制系统的准确性和快速性。     

基于反熔丝FPGA的纯开环星载步进电机驱动器设计

为了提高运动机构的稳定度,步进电机驱动控制通常采用电流细分的方法,从而将一个步距角分解成若干小步。实现步进电机电流细分驱动通常的方法是将电流闭环引入到驱动控制电路中,由此增加电流采样、比较等软硬件功能模块的同时也增加了单机的复杂度,削弱了步进电机本质上开环驱动的优势。为了提高宇航型号步进电机驱动控制器单机的可靠度,提出了一种基于反熔丝FPGA的纯开环驱动方案,通过预置占空比的方式,在不引入电流闭环的前提下实现步进电机电流细分。通过样机调试,验证了设计的有效性,为后续工程研制提供参考。     

基于FPGA和LMD18200的步进电机控制系统

提出了一种控制步进电机的设计方法,结合MCU、FPGA和增量型编码器构成了一个完整的运动控制平台。系统由总线接口单元、闭环控制单元、PWM脉宽调制单元和LMD18200驱动单元组成。实践表明,利用LMD18200驱动逻辑能够使步进电机高效稳定地运行,有效降低了电机运行中的噪声和起动、停止时的振动,使用效果好于大部分常规步进电机驱动方法。