具有高精度與高穩(wěn)定性的多路輸出兩相混合步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及控制技術(shù)的不斷發(fā)展，兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越快，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用需求越來(lái)越大。步進(jìn)電機(jī)不能直接接入電源進(jìn)行工作，它必須使用專用設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能除了受本身性能的影響外，很大程度上還取決于其驅(qū)動(dòng)器的好壞。目前市場(chǎng)上的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器基本都是單電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，即一個(gè)驅(qū)動(dòng)器只能驅(qū)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，這樣對(duì)于需要應(yīng)用多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的場(chǎng)合，必須購(gòu)買多臺(tái)驅(qū)動(dòng)器，這樣無(wú)疑加大了生產(chǎn)成本和產(chǎn)品的空間

2、體積。因此，對(duì)于步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)而言，開發(fā)一套新型的能滿足多路輸出的高精度高穩(wěn)定性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具有極其重要意義。
　　針對(duì)步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)振動(dòng)和噪聲大，在高速運(yùn)行時(shí)步距角大、精度低、扭矩小等問(wèn)題，本文根據(jù)兩相混合步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性以及電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)的多細(xì)分控制技術(shù)，進(jìn)行了具有高精度和高穩(wěn)定性的多路輸出兩相混合步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。以STM32F103R8T6單片機(jī)為核心控制器件，分別進(jìn)行了多路輸出兩相混合步進(jìn)電機(jī)

3、驅(qū)動(dòng)器的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)包括外部輸入信號(hào)的隔離與濾波電路、按鍵液晶的處理電路、驅(qū)動(dòng)功放電路、相電流的采樣反饋電路、過(guò)溫過(guò)流保護(hù)電路以及電源處理電路等電路的設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)包括對(duì)外部脈沖輸入中斷的處理、基于電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)的PWM產(chǎn)生、脈寬移相的調(diào)整、相電流采樣以及PI的調(diào)節(jié)等。同時(shí)，在多路輸出兩相混合步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中，針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)驅(qū)動(dòng)器可同時(shí)對(duì)多個(gè)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行同步驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題，提出了兩相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器軟硬件設(shè)計(jì)

4、上的關(guān)鍵技術(shù)的處理方案以及可擴(kuò)展多路輸出的控制處理方案，采用可擴(kuò)展槽的模式，首先通過(guò)擴(kuò)展使能位來(lái)使能可擴(kuò)展槽，然后再對(duì)上位機(jī)輸入的脈沖信號(hào)在同一個(gè)外部中斷中進(jìn)行實(shí)時(shí)處理并產(chǎn)生相應(yīng)的PWM細(xì)分信號(hào)，控制后續(xù)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)多路電機(jī)的同步處理。
　　本課題設(shè)計(jì)的兩相混合步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)平滑，在低速時(shí)噪音低、振動(dòng)小，在高轉(zhuǎn)速時(shí)輸出扭矩能達(dá)到基本恒定。它能達(dá)到驅(qū)動(dòng)2個(gè)以及2個(gè)以上（最多4個(gè)）步進(jìn)電機(jī)的功