两相混合步进电机多路输出驱动器实现高精度与高稳定性

2015-4-29 15:35| 编辑:电工学习网| 查看: 5163| 评论: 0

数字化与自动化的市场需求不断扩大，随着微电子技术、计算机技术以及控制技术的不断发展，两相混合式步进电机的驱动技术的发展越来越快，步进电机的应用需求越来越大。步进电机不能直接接入电源进行工作，它必须使用专用设备进行驱动，因此，步进电机的运行性能除了受本身性能的影响外，很大程度上还取决于其驱动器的好坏。目前市场上的步进电机驱动器基本都是单电机的驱动器，即一个驱动器只能驱动一个步进电机，这样对于需要应用多台步进电机的场合，必须购买多台驱动器，这样无疑加大了生产成本和产品的空间体积。因此，对于步进电机控制系统而言，开发一套新型的能满足多路输出的高精度高稳定性步进电机驱动器具有极其重。
　　针对步进电机在低速运行时振动和噪声大，在高速运行时步距角大、精度低、扭矩小等问题，本文根据两相混合步进电机的运行特性以及电流矢量恒幅均匀旋转的多细分控制技术，进行了具有高精度和高稳定性的多路输出两相混合步进电机驱动器的设计与实现。以STM32F103R8T6单片机为核心控制器件，分别进行了多路输出两相混合步进电机驱动器的硬件设计和软件设计。硬件设计包括外部输入信号的隔离与滤波电路、按键液晶的处理电路、驱动功放电路、相电流的采样反馈电路、过温过流保护电路以及电源处理电路等电路的设计。软件设计包括对外部脉冲输入中断的处理、基于电流矢量恒幅均匀旋转的PWM产生、脉宽移相的调整、相电流采样以及PI的调节等。同时，在多路输出两相混合步进电机驱动器设计中，针对如何实现一个驱动器可同时对多个步进电机进行同步驱动的问题，提出了两相混合式步进电机驱动器软硬件设计上的关键技术的处理方案以及可扩展多路输出的控制处理方案，采用可扩展槽的模式，首先通过扩展使能位来使能可扩展槽，然后再对上位机输入的脉冲信号在同一个外部中断中进行实时处理并产生相应的PWM细分信号，控制后续步进电机的运行，实现对多路电机的同步处理。
　　两相混合步进电机驱动器驱动步进电机时，步进电机运行平稳平滑，在低速时噪音低、振动小，在高转速时输出扭矩能达到基本恒定。它能达到驱动2个以及2个以上（最多4个）步进电机的功能。同时提升了步进电机的运行性能，提高了步进电机的定位精度，对于步进电机应用的推广有着及其重要的作用。

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