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《步进电机超高分辨率细分控制函数发生器的设计与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、设计分析步进电机超高分辨率细分控制函数发生器的设计与实现张志利(第二炮兵工程学院,西安710025)DesigningandRealizationofoneControlsFunctionGeneratorforSuperhighDifferentiatingRateFineoftheSteppingMotorZHANGZhi-li(TheSecondArtilleryEngineeringInstitute,Xi’an710025,China)摘要:在步进电机16位超高分辨率细分驱动系统设计__转的细分方法
2、,即同时改变两相电流iA和iB的大中,采用“电流矢量恒幅均匀旋转”细分方法,对细分控制函数_发生器EPROM中的数据进行固化,选用2片DAC0832八位小,使电流合成矢量iH等幅均匀旋转。这种方法从D/A转换器和1片OP07高精度运算放大器,构成16位D/A理论上根本消除了滞后角θZ的变化对细分角的影__转换器,复现了固化数据,达到了良好的设计效果。响,确保了超高分辨率细分的实现。iA和iB的变化关键词:步进电机;细分;数据固化;D/A转换曲线可描述为:中图分类号:TM383.6文献标识码:AiA=iMcos
3、x文章编号:1004-7018(2001)01-0010-04(1)iB=iMsinxAbstract:Inthedesigningofthesteppingmotor’sfinedriving__systemwith16bitsinsuperhighdifferentiatingrate,throughadopting这就是所谓的细分控制函数,iA为余弦函数,iBthemethodnamed“Currentvectorevenrotationwithuniformampli2为正弦函数。当按照式(1)所示的
4、规律对A、B两相tude”,thedatawaswrittenintheEPROMofthefinecontrolsfunc2电流进行控制时,每当参数x变化1°,步进电机的转tiongenerator.Throughthe16bitsD/Achangersconsistoftwo子将转过一个电角度。A2060-9212型步进电机的piecesofDAC0832(8bitschanger)andonepieceofOP07(highpre2转子上有100个齿,其齿距角为360°/100=3.6°,则cision
5、operationamplifier),thewrittendataintheEPROMrevertto其电角度为:type,anditgetsawelldesigningresults.齿距角3.6°Keywords:steppingmotor;fine;datawrite;D/Achange1电角度===0.01°=36″3603601引言2.2细分驱动系统简介图1为步进电机16位超高分辨率细分驱动系统在某装备自动定向系统研究中,采用了“计算机的原理组成框图。由图中可以看出,它主要由环形分—步进电机—定向
6、机构”的闭环控制方案,选用的是配器、细分控制函数发生器、三角波发生器、PID电流A2060—9212型两相混合式步进电机,其整步距角为调节器、PWM脉宽调制电路、电流取样电路、功率桥0.9°,显然不能满足装备定向精度在几秒之内的要和电源等部分组成。求,因此,必须对步进电机实施细分驱动。系统采用细分驱动系统的简要工作过程是:计算机送出的电流矢量恒幅均匀旋转方法,设计并实现了步进电机脉冲信号经环形分配器中的计数器计数与分配,送到14的16384(2)细分,步进电机微步矩角达到了0.2″,细分控制函数发生器,产生大
7、小受控于控制参数x不仅满足了系统的设计要求,而且对步进电机细分技的正、余弦函数的两路电压UA、UB,分别作为电机术也进行了一些有益的探索。A、B两相绕组电流的控制电压,经PID电流调节器2步进电机超高分辨率细分驱动系统简介放大,再与三角波电压比较,其差值电压由PWM脉宽调制电路整形为脉宽正比于控制电压的方波,用来2.1电流矢量恒幅均匀旋转细分方法控制功率桥中VMOS管的通断。电机绕组WB与步进电机步距角细分是通过改变步进电机相电WA分别接在两个功率桥的对角线上,取得正、余弦流的方法来实现的。通常采用电流矢量恒
8、幅均匀旋电流iM·sinx与iM·cosx。这样每当输入一个脉冲,收稿日期:20000521;修稿日期:2000-07-12电机转子就步进一个微步距角θf:10微特电机2001年第1期90个电角度90×36″运算放大器OP07等元器件构成。θf=14=14=0.19775″≈0.2″(2)223.1细分控制函数的固化由图2可知,2片EPROM共用环形分配器输出的15位计数值作为地址输入,每一片EPR
