高精度兩相混合式步進電動機驅(qū)動控制系統(tǒng).pdf

1、本文源于稀土永磁電機及其控制技術(shù)研究所承擔的基礎(chǔ)研究項目，重點研究了步進電動機的驅(qū)動控制技術(shù)。分析了兩相混合式步進電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了兩相混合式步進電機非線性動態(tài)模型，給出了繞組的磁鏈方程、旋轉(zhuǎn)電壓方程、轉(zhuǎn)子運動方程和傳遞函數(shù)的表達式。 本文根據(jù)兩相混合式步進電動機的驅(qū)動控制特點，采用基于電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)的細分控制技術(shù)，對步進電動機的勵磁繞組中電流進行控制，使步進電動機內(nèi)部的合成磁場為均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場。合成磁場矢

2、量的幅值決定了步進電動機旋轉(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。通過細分模型分析和建立，合理控制電機繞組中的電流保證步進電動機內(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)計了一種兩相混合式步進電動機驅(qū)動器。 該驅(qū)動器以單片機AT89C51為控制核心，選用DAC0832、H橋驅(qū)動器件等構(gòu)成驅(qū)動電路，論文從驅(qū)動器技術(shù)方案、硬件電路、控制軟件設(shè)計方面進行了詳細地論述。在反饋放大電路設(shè)計時，采用數(shù)字

3、電位器X9C503與外部按鍵配合，達到了A、B兩相電路的對稱性。 采用電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)的細分控制技術(shù)使電機平穩(wěn)運行，提高了運行精度，輸出轉(zhuǎn)矩在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)恒定，且細分選擇數(shù)目多，只要改變存儲器內(nèi)電流波形的值，就可以實現(xiàn)1～256范圍內(nèi)任意細分數(shù)。 最后對所設(shè)計的兩相混合式步進電動機驅(qū)動器進行了全面的性能測試。測試結(jié)果表明：該驅(qū)動器達到了系統(tǒng)設(shè)計前所提出的各項設(shè)計指標。系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定。整個系統(tǒng)電路簡單實用、