寬速自適應(yīng)細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器研究.pdf

1、本文源于某雷達(dá)天線伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器研究之一。該伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用寬速自適應(yīng)細(xì)分控制方法，使雷達(dá)天線高速跟蹤、低速掃描的過程中步進(jìn)電機(jī)細(xì)分切換速度不突變，停機(jī)時(shí)通入半電流，具有自鎖的功能。 本文重點(diǎn)研究了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，分析了兩相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了兩相混合式步進(jìn)電機(jī)非線性動(dòng)態(tài)模型，推導(dǎo)了繞組的磁鏈方程、旋轉(zhuǎn)電壓方程、轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程和傳遞函數(shù)的表達(dá)式。 基于雷達(dá)天線要求具有高速

2、跟蹤、低速掃描的特點(diǎn)，本文在電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)的細(xì)分控制技術(shù)基礎(chǔ)之上，提出寬速自適應(yīng)細(xì)分步進(jìn)電機(jī)控制方法。該控制方法能使步進(jìn)電機(jī)低頻振蕩和噪聲有所減輕、高頻不失步，并且在運(yùn)行的過程中細(xì)分切換不產(chǎn)生速度突變。 對步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組中電流進(jìn)行控制，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的合成磁場近似為均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場，合成磁場矢量的幅值決定了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)力矩的大小，相鄰兩合成磁場矢量的夾角大小決定了步距角的大小。通過細(xì)分模型分析和建立，合理控制電

3、機(jī)繞組中的電流保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部合成磁場的幅值恒定，合成磁場的角度均勻，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種兩相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器。 該驅(qū)動(dòng)器以單片機(jī)AT89C51為控制核心，選用具有7位分辨率的PBlVl3960細(xì)分芯片，以及LMD18245驅(qū)動(dòng)器件等構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路，論文從驅(qū)動(dòng)器技術(shù)方案、硬件電路、控制軟件設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了詳細(xì)地論述。 采用電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)的細(xì)分控制技術(shù)使電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，提高了運(yùn)行精度，輸出轉(zhuǎn)矩在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)恒定