基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動系統(tǒng)的研究.pdf

1、混合式步進(jìn)電機(jī)的運行品質(zhì)既與電機(jī)的本體性能有關(guān)，也與驅(qū)動器和控制器的性能有關(guān)。在開環(huán)控制下，步進(jìn)電機(jī)的運行噪聲大，控制精度低，無法滿足很多場合下較高運行品質(zhì)的要求，因此實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制可以較大地改善步進(jìn)電機(jī)的系統(tǒng)性能。課題的主要研究目的是設(shè)計一款新型的基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動系統(tǒng)，實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制。 本文作者在深入研究步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、運行機(jī)理和細(xì)分驅(qū)動原理的基礎(chǔ)上，提出了一種基于正弦電流細(xì)分和電流追蹤型脈寬調(diào)制

2、(PWM)的細(xì)分驅(qū)動技術(shù)，實現(xiàn)了電機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩運行，提高了運行精度。考慮到步進(jìn)電機(jī)非線性的影響，對將最小二乘法應(yīng)用于擬合細(xì)分步距角誤差曲線，以達(dá)到修正系統(tǒng)非線性的方法進(jìn)行了探討。 在控制策略方面，通過研究兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；速度控制器采用模糊自整定PI控制算法。為驗證其可行性，建立了驅(qū)動系統(tǒng)的仿真模型，對模糊自整定PI控制策略與常規(guī)PI控制策略進(jìn)行了對比仿真分析。 在以上研究

3、的基礎(chǔ)，以滿足兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的動態(tài)運行特性為出發(fā)點，設(shè)計了驅(qū)動控制器的硬件和軟件。驅(qū)動控制器主要分為數(shù)字控制部分、GAL片邏輯綜合信號處理單元、TL494恒流控制電路，驅(qū)動功放電路、電流反饋電路、速度檢測電路、過流保護(hù)電路及系統(tǒng)供電電源模塊等。采用單片機(jī)DS89C450為控制核心，實現(xiàn)恒流控制、正反轉(zhuǎn)運行、過流保護(hù)以及多檔位細(xì)分等功能。速度檢測電路采用增量式光電編碼器作為反饋元件，反饋電機(jī)轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速信息，實現(xiàn)閉環(huán)控制策略，從而獲