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基于FPGA的步进电机细分控制电路设计
资料介绍
步进电机其实就是一种角度跟踪元件。步进电机有它本身固有的特点，成本低，结构简单，又可靠，同时它又是开环系统，正是这些优点，它的应用非常广。可是步进电机，它本身又存在着很多的缺点，比如：分辨率很低、在低频时发生振荡，在高频时又存在失步等，所以在一些系统要求精度高、稳定性要求也高的应用中，限制了其使用范围。
在当前，步进电机控制的主要领域，是传统控制方法通过采用处理器实现的，如DSP或单片机来实现。51单片机对于较简单的控制算法比较适用。对于电路复杂，难度大的控制算法，以及非常不安全的作业场所，如在高速控制的场合，单片机就明显不适合。如果多个步进电机的控制是由单片机控制的，那么则必需多个单片机，即采用多个处理器的方式，而各处理器的分散使得多个电机的同步比较困难。同时使用了多个单片机，使体积增大，系统的集成度、可靠性降低。发生故障的几率将大大增强，并给排查故障和维护故障带来很大的不便，同时多处理器控制方式，在一些高精度设备中，将无法满足实时性的要求。
本文介绍了基于FPGA的步进电机细分控制电路的设计，介绍了四象步进电机的工作原理、EDA的相关技术、步进电机细分驱动技术，最后用HDL语言设计了步进电机的细分驱动电路。以正弦波作为细分参考电流波形的混合步进电机细分电路，设计并实现了一种SPWM细分驱动技术，这种驱动方式可以更有效控制电机绕组电流波形，大大实现步进电机的均匀步距角细分，并提高它的分辨率。最后对各个功能模块进行了设计和仿真，利用FPGA的开发板进行测试，细分之后步进电机能精确平稳地转动，达到了预期的设计目的。与此同时采用FPGA设计,从而简化了外围硬件电路,还缩短了步进电机的设计周期,不要外接D/A转换器,提高了抗干扰性能，因此应用价值是很高的。
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