基于DSP的三相混合式步进电机细分驱动系统研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文基于DSP的三相混合式步进电机细分驱动系统研究摘要本论文结合步进电机细分控制理论和当前细分控制技术的发展，针对三相混合式步进电机运行过程中出现的低频振荡和失步问题，设计了一种基于TMS320LF2407A数字信号处理器的全数字式的三相混合式步进电机细分驱动系统。文中首先介绍了三相混合式步进电机的结构和工作原理，并忽略步进电机的一些非线性因素，建立了比较理想的数学模型，然后分析了步进电机的运行特性及细分控制的必要性，进而分析了细分驱动对改善步进电机运行性能的作用，论述了正弦波细分驱动可以实现等步距角、等力矩均匀细分驱动的原理。理论表明，在混合式步进

2、电机的三相定子绕组中通以互差120度的正弦波电流时，可得到类似同步电机的转矩特性，使电机均匀旋转。本系统硬件电路以"／'klS320LF2407ADSP为核心，采用正弦波电流细分和电流跟踪型脉宽调制(PwM)技术实现三相混合式步迸电机的细分控制，主要包括硬件设计、软件实现和性能实验。正弦电流细分技术基本上克服了传统步进电机低速振动大和噪声大的缺点，减小发生共振的几率，电流跟踪型脉宽调制(PwM)技术使电机运行在较大速度范围内转矩保持恒定。本文提出自动等速倍细分运行方法，即在80细分浙{工工业大学硕士学位论文以下运行时，通过程序设定为一个脉冲走两半步，保证运行速度不变，并

3、能够提高起动性能。实验表明，本驱动器细分运行时减弱了混合式步进电机的低速振动，提高了起动频率，使电机运转平稳，大大减轻了噪声。关键词：混合式步进电机，DSP，TMS320LF2407，细分，P删浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHONSUBDIⅥSIONDR【VESYSTEM0FTHREEPHASEHYBRIDSTEPMOTORBASEDONDSPABSTRACTBasedonalloverallreviewofrelatedpaperspublishedathomeandabroadaboutthestepmotorsubdivisioncontroltheory

4、andtechnology,thisdissertationdesignsafullydigitalthree—phasehybridstepmotorsubdivisiondrivesystem，whichbasedonthedigitalsignalprocessorTMS320LF2407A，toavoidthevibrationandnoiseofhybridstepmotoratlowfrequency．Firstly,thisdissertationintroducesthestructureandtherunningprincipleofthethree-

5、phasehybridstepmotor,andestablishesanidealmodelbyignoringsomenon—linearfactors．Thenitanalyzestheoperatingperformanceofthehybridstepmotorandthenecessityofthesubdivisioncontr01．Furthermore，thisdissertationanalyseshowsubdivisionimprovestheperformanceofstepmotor,andillustratesthatthesine—wav

6、esubdivisionmethodcanmakeequalsteppingangleandtorque．Theanalysisaboveshowsthatthestepmotorandthesynchronousmotorhave浙江工业大学硕士学位论文similartorquecharacteristics，onconditionthatthethree-phasestatorwindingsareinputsine-wavecurrentbeinglackof120electricangleeachother,whichmakehybridstepmotorrot

7、atesevenly．Thisdrivesystemadoptssine-wavecurrentsubdivisionandcurrenttrackingPWMtechnologyandthecoreprocessorisTexasInstrument’Shi曲performanceDSPTMS320LF2407A，Thisdissertationintroducesthehardwareplatformdesigning，softwaredevelopingandperformancetesting．Sine—wavecurrentsu