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步进电机控制系统设计

文档名称:步进电机控制系统设计
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文档名称:步进电机控制系统设计
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文档大小:243KB
上传者:欧金鹏
添加时间:2017/11/30
内容摘要:
第19卷第15期
电子设计工程
2011年8月
Vol19 No15
Electronic Design Engineering
Aug.2011
电机控制系设汁
花同
(武警工程学院研究生37队,陕西西安710086)
摘要:基于步进电机原理和单片机控制技术,进行了步进电机控制系统的硬件和软件设计。系统采用离散方法实现了
精确控創步进屯机的目的。单片机用STC12C5624AD。在单片机与步进电机之河选用SH2034M型号步进电机驱动
器。并在步进电机的转子上安装了霍尔位置传感器实现了步进电机控制系统的闭环控制。在软件上给出了步进电机
加减谑速度控制算法流程图。实验表明所设计的控制系统具有控制精度高,稳定性好等优点,可应用于无人机器人系
统中。
关键词:单片机;细分驱动;升降速;离散控制
中图分类号:TP273
文献标识码:A
文章编号:1674-6236(2011)15-0013-03
Design of stepping motor control system
HUA Tong
The 37 team of graduate students, Engineering College of CA PF, Xi an 710086, China)
Abstract Based on the stepping motor principle and single-chip microcomputer control technology, hardware and software
of the stepping motor control system have been designed. System uses discrete method realizing purpose of the precis
control of stepping motor. Microcontroller uses STC12C5624AD. Step-motor drive chooses SH2034M model between the
microcontroller and step-motor. Hall position sensor is installed in the stepping motor rotor realizing the stepping motor
control system of closed-loop control. The software is presented on deceleration stepper motor speed control algorithm flow
chart. Experiments show that the design of control system has the high control accuracy, good stability ete, and can be
applied into unmanned robot system
Key words: stepping motor, microcontroller, subdivided driving, discrete control
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移(或将以一个固定的角度旋转,如果对这个角度进行细分,那么
线位移)的电磁机械装置凹。现在比较常用的步进电机包括反就可以实现对步距角的细分。由于励磁绕组通电之后产生磁
应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机通量正比于电流的大小,因而只要控制各个绕组的电流的大
(HB)等。永磁式步进电机一般为两相,转矩和体积较小,步进小和方向就可以控制步进电机各个绕组产生的合磁场的大
角一般为7.5°或15°;反应式步进电机一般为三相,可实现大小和方向。当步进电机工作在整步或半步时,只需对绕组进
转矩输出,步进角一般为1.5°,但噪声和振动都很大;混合式行正、反向通断电控制,工作在细分状态下就需要精确控制
步进电机混合了永磁式和反应式的优点,分为两相和五相,流过绕组电流的大小。细分驱动技术主要是通过对步进电机
两相步进角一般为1.8°而五相步进角一般为0.72°,这种步的相电流进行阶梯化控制,使电机以足够小的单位步距角运
进电机的应用最为广泛。步进电机具有以下优点:转矩大,惯行,从而减小步长和低频振动,提高电机的运行分辨率。通过
性小,响应频率高;停止时有一定的自锁功能;定位精度高、对相电流的均匀细分就能使步距角均匀n细分,这是在相电
可重复性好、无积累误差、控制简单、可用于开环控制。基于流与步距角之间为线性关系的前提下才能成立的。而实际
以上优点,步进电机作为自动控制系统中的重要执行部件,上,由于步进电机磁化曲线本身的非线性和磁滞现象等因素
已在许多工业控制系统中得到了应用。
的影响,等分相电流并不能等分步距角,而必须根据步距角和
1步进电机控制系统原理
相电流的关系曲线,对各相电流加以控制和修正,才能实现
步进电机步距角的均匀细分。另ー方面合成磁场的幅值决定
1.1步进电机细分驱动原理
了步进电机旋转力矩的大小,相邻两合成磁场矢量之间的夹
步进电机的工作原理本质上靠励磁绕组产生的旋转的角大小决定了步距角的大小。因此提出了一种恒流均匀细分
合磁场带动转子做同步运动叼。不细分时步进电机的合磁场控制的方法,它的基本思想是;维持步进电机内部合成磁场
收稿日期:2011-05-17
稿件编号:201105068
的幅值恒定,合成磁场的方向均匀变化。对于那种完全用硬件
作者简介:花同(1988-),男,安徽太和人,硕士研究生。研究方向:军事通信学。
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