| (论文 页数:54 字数:22722)摘要:步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的机电元件,具有易于开环控制、无积累误差等优点,在从多领域获得了广泛的应用。为了适应一些领域中高精度定位和运行平稳性的要求,出现了步进电机细分驱动技术。 本文对步进电机的工作原理和运动控制做了阐述，对如何防止步进电机失步和过冲做出了系统说明，并深入研究了步进电机在升降速过程中脉冲频率曲线的设计和他们的优缺点；认真研究了步进电机细分控制的原理，然后给出了具体的实现方法。本设计尽量简化了硬件设计,软件能实现的功能尽可能由软件来完成。 本文的研究侧重点是驱动理论与技术实现，并在此基础上设计出一些有价值的硬件电路。以单片机TA8435为核心具体实现了步进电机的细分控制。本方案消除了电机的低频振荡,提高了电机的输出转矩、分辨率和步距的均匀度,解决了步进电机高精度细分的技术难题。 关键词:运动控制,步进电机,单片机,控制算法 Abstract Stepping motor is a kind of electromechanical component that is driven in step angle or line displacement by electric pulse signal. Because of having the advantage of easy open-loop control and no accumulating error, stepper motor is being applied widely in many fields. In order to meet the requirement of high-precision orientation and movingsmoothness, subdivision driving of stepper motor is adopted. In this paper, the theory of stepping motor and its motion control is introduced.And based on the introduction, the methods of avoiding overshoot and step outare systematically analysed. The author has a deep research on the design ofthe motor speed-up and speed-down curve, and make a comparison of theirperformance. After the subdivision driving theory is presented, some technicalmethods are given. The hardware design is simplified. The functions whichcan be achieved by software aren't achieved by hardware. The emphasis of this paper is driving theory and technical method and some useful circuits are designed.Based on the single-chip micro-controller TA8435, This project removes the low frequency oscillation completely and improvesthe output Torque, differentiating precision and the equality of each step ofmotor. In this way, it gives the solution to the high precision subdivision ofmotor. Keywords: motion control; stepper motor; single-chip; control algorithm 目 录 目 录 1 1 前言 1 2 步进电机概述 3 2.1 反应式步进电动机的工作原理 3 2.2 矩角特性 5 2.3 连续脉冲运行 8 3 步进电机驱动技术研究 12 3.1 电源功放级 12 3.2 驱动电源 12 3.2.1对驱动电源的基本要求 12 3.2.2驱动电源的分类 15 3.2.3步进电机驱动软件发展状况 19 3.3 步进电机的调速方法 20 4 基于单片机的步进电机驱动系统研究 23 4.1 基于单片机的驱动系统的基本原理 23 4.1.1定时常数的确定 23 4.1.2步进脉冲的调频方法 24 4.2 升降频方法及其实现 26 4.2.1升降频方法 26 4.2.2软件实现 28 5.1 脉冲信号控制器设计 32 5.1.1设计原理 32 5.1.2 VHDL实现 34 5.2 环形驱动器的设计 36 5.3 步进电机步距角的软件细分法 37 5.3.1步进电机步距角细分的原理 37 5.3.2细分电路设计 39 6 基于TA8435芯片的驱动器的设计 42 6.1 TA8435芯片特点 43 6.2 TA8435细分工作原理 44 6.3 TA8435在步进电机控制中的应用 45 7 结论 48 致谢 49 参考文献 50 1 前言 随着社会的进步和人民生活水平的不断提高及全球经济一体化势不可挡的浪潮，我国微特电机工业在最近10年得到了快速的发展。快速发展的显着标志是使用领域不断拓宽，用量大增，特别是在日用消费市场和工业自动化装置及系统的表现最为明显。与此同时，随着电力电子技术、微电子技术和计算机技术、新材料以及控制理论和电机本体技术的不断发展进步，用户对电机控制的速度、精度和实时性提出了更高的要求，因此作为微特电机重要分枝的控制电机也得到了空前的发展。 控制电机已经成为现代工业自动化系统、现代科学技术和现代军事装备中不可缺少的重要组件。它的应用范围非常广泛，例如火炮和雷达的自动定位，舰船方向舵的自动操纵，飞机的自动驾驶，遥远目标位置的显示，机床加工过程的自动控制和自动显示，阀门的遥控，以及机器人、电子计算机、自动记录仪表、医疗设备、录音录象设备等中的自动控制系统。 在各类自动控制系统、遥控和解算装置中，需要用到大量的各种各样的组件。控制电机就是其中的重要组件之一。它属于机电组件，在系统中具有执行、检测和解算的功能。虽然从基本原理来说，控制电机与普通旋转电机没有本质上的差别，但后者着重于对电机的力能指标方面的要求，而前者则着重于对特性、高精度和快速响应方面的要求，满足系统对它提出的要求。 |
步进电机驱动系统
查看评论
已有0位网友发表了看法