精密控制系统中步进电机的电细分技术研究

本文介绍了步进电机细分控制技术的实现方法

维普资讯ht tp//w:ww.cqivpc.om自动化与仪器仪表勰

密控精制统系中步电进机电细的技分木 究研邹丽新朱，桂荣，陆家昌 季 晶晶董健 ,, (. 州大学理物科学与技术学院，州 52 0 .州集；科成技实业有限公司，苏1苏10 6 2苏州苏 2 5 1 10 )1摘要：采用具 电细分有的步进机电驱动术技实现精可控密制统系高精中度的位移。基单于 片机的直流电压控制的电细分 动驱术技，免绕了互组感带来的 误差，了高细分度。精实验表明，避 当提

用精采密丝机杆构、距为 ml、进电机步 角距 1为8、螺 m步.实。现 81细分时， 2调可组整件步位置移每动为0 0 1最大误差为% 1,方误差为 93。 .4 m￣,均5.% 键关词：步进机电流电直压控制 细分在许多精密控制系统中需有要较高的位 移精度。 实现为高精度的移位与整，调常采用具有电细分步的进电 机驱动技 术。步进机电有具控制简单、无 积误累差等优。点通常步进电机的电细分驱动有 斩恒波流驱动 脉与冲宽度调 制驱等动方『法 1而采用 片机直流单压电控 制的。l~电分细驱动方法，则具有线路简单、精度分高的特点【 细3 1

。1电分细动的原驱步理进机的电电细分驱动是通过 对机电励磁绕电组 进流行控制，步进电定机子的合磁场成成为按分细步 距旋使转磁的场而，带动转子转动现实的。当两相 相邻从绕组同时通不以同大小的电流时 ,相产生的转 之矩和各图1进电步机电细分驱原理

动为零的位 为置新平的衡位 置，样就实现了细 。分图 I这 所示 是的步进机电电细分驱动的原理。果 A相将通电如时磁方场定向义起始为位“” A从相通电变为 B通相 0,

磁电场方向旋转了9。 o,这是进步电机整步 运行情况。

果如A相、 B相时通同电 通且电流相电同合，成矢量 方向为图中2所 方示向这，是步进电机半 运步行情的。况(上页 )接时使 用在调试。序程时能进行，多通 道比较、控，映 监反了系的灵统活性。 参考文献1刘经燕， 萍建，瑞 .益试

技术及应用【.州：南理王 陈测li广华工大学出版，0 1社 022贾忠湖， 威本.动机自动测试系统的虚 仪器拟技术】【李发J .

燃涡气轮试验与究，0 11研 ( ) 4 22;04:￣2534叶盛，勇，晓明.于 拟仪虚器技术的发动机测控系何徐基

统的研 究【江】大学学报 (业与生命科学版) 032 . J浙农 0, 2;l0 980 1 0 o92 0 0 020 01 2 0 2 002 3 20 0 4 0

() '- 7 5/: 5855 4昭刘度，秀坤 .车检测 技术与设备 .【京：国劳 动韩 il汽北中社会 保障出版社，0 22 05 G/ 151 31 .内8燃机台架性能实验方法 .北：京 T B01.—— 97 国家标准局，9 781 6 S一 1 X5U en【a.U AN o,1: 9 C 1I2 srM u lMa】 S IC. 9

转速 9/ i mn

r 4花图生油甲酯混合物的试测曲线

统操作界面友好 直方观便，较高有的储存能力和稳定性， 存接入E C L数据可靠且二 处次容理。直易X E 本系统扩展容易，如热电 S偶X C I有八个通道可同

(日稿期：0 4 11收 2 0-—1 )1《电子技术用应》2 005年第期5本刊邮箱：t ea n@s mcn .c .e oc3 9

本文介绍了步进电机细分控制技术的实现方法

普资讯维thtp://wwwcqvi.p.co

自m动化与仪器仪 表堂

片甘进步电机

方法， 较好地克上述服缺 。陷细分控制器单由片机、该能 D/A转换器、电平转换器、率放大电路等部分成组，功其硬件系 原统理框图如图所2示。由单片机 出的输字数细分控制信号通 过 D A换转器/换转为阶波梯，电平换转后，经功由率放大电路 输出，机

图2件硬系统原理框图

控制步进电 的相电机，现压细分驱动。由于输出的是实 定恒压电而避免，了脉冲宽度 调制驱动带来的感应电从 压细对分的 响影另。,外选用了为高精度的 DA换转因/器,加在绕组两端的电压值与理 值论误很差小。/ D转

若以 A A相或相单 B独通 电时产生 磁场的大小为径半 ( R表 )四分示之一

圆 (图所2示)即可算出位 以画 ,如置…时的两分量1A iR0, 1 R o,0理可以算出 1’ s 1B= cs1=同 n AR 20i2 R o,;8 Ri8, 3R 8o。于由步进机电 s= 2=s2 c3s 3= s3c nB A= nB换器的辨率分影细响分数，提高细分数，用了 1为 2选D/位转换器 M 5A6,它具有四 独个立的 D转A换通 A 2 X/

的运依行赖于电机内部定子绕组产生的磁 场，磁场的大而小依又赖 于线绕圈组中电流的大小，,进电机的定步道,有独立的考参压电分，辨率为：享 其 1=

子组绕在加载直流电 的压情况下，可以近为似性阻负载，以可采以用调整载在定加子绕组两端的直流电所压来控制定子绕组 中电流方的法，实而现 步进电机按细从分 后的步距角转 动。【4】根据电 机的特性及电机组绕中电流的 额定值确定的值。图3为片单与机 AM5的6连接。图功率驱动 X22细分动驱控制电 细路分驱动控技制是术步 电进机实现细分运 行的关电路使用可编集程成稳压器，电 调压整范围大， 围其外路电简单出功，率大。动电路的合理、 驱输可靠保证了电机的负能力载和行运稳平。 键。用的细分驱动有斩波恒流 驱动和脉冲宽度调制驱 常动等方法斩。波恒 驱流动大能大提高了频高响 ,除应消了 电机量能剩过引起的共现象振，斩波 流驱恒动的采但样信号来反自馈电流，大放电路的振谐会给控制环带噪声，起来较大误的差。引 3控制软件控制软件采用模块化 计方设案，了保证系运行统为速的度， 为复杂的数据处理采了用表查方式，节 较省以 C U的运行时间；时为 提了高个整系统的可靠和性抗 P同扰干能力，件计设中融入了相应 的干扰抗施，措重软如脉宽冲度制调驱动能抑制谐波少谐，波 损耗如。 果减采用 脉冲宽度调 进制行细分，机绕 组始终处于断通电态。断的状频率与调制电压的频率一致 当。一某通相通

复刷新技术、查询循环死措施等， 以抗提高系统的整体性能。图 4为步电进

机分细运的程序行流程图。 电流时 ,之相邻的相便产会生应感电压，应电压的 感与大小与调电制压频的率等参数有关，样就叠加了一个这附加 场磁，重影响了分细精度。

严4细分步角距的测量与实数据测为了进 步一了细解分精度，细分步角进距行了测 对。量里这采用光学自准 方对法电机的角 位移行测进，量测试仪器使自用准仪和直高度精数显转台等设备。图 5

用基采单片机于的直流电压驱动控步制进机电的图3单片机与 M 5 A6的接连图 X24欢迎网投上稿WW. et n wn aet ..m J DWa t. ew w. e t o c c c n

《n子技电术用》 0应5年第期5 02

本文介绍了步进电机细分控制技术的实现方法

维资讯普 htpt//:ww.cwqvp.icm

自o动化与仪器 仪表∞

∞

∞

如∞:m2

O

I细分读并数出送

l置器值设时定初 l选择相 并序送出 启定动时器

允许中断()a主序流程程图 ( ) b动启行程序流程运

图 c( )中断程流序图程

采用密丝精杆机构，距 为l,m进电机 步 m螺距步角为 81,实现调整组 每件步位移为 0o 。.。 可.4这样高精度的移位能满足许多精密控制系统的需图步4进机细电分运程行流程序图

求如选。用精更高的 D度A转换器 ,可进一步提高 细则/分数目前。已将这种细电分驱动技 术功成地运用在同步叁●

辐三射维调整滑的控台制统系中。 参考文献1志张利 .进电机超 高分辨 细率分控制函数发生的器设计步与实 【现】微特电 , 0机 1 J.120 ( )援援

2杨红红， 琛，爱国. 进电恒机矩细力分驱动 电路的张陈步实【】现电子 …… 此处隐藏：2949字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……