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高精度两相混合式步进电动机驱动控制系统
资料介绍
本文源于稀土永磁电机及其控制技术研究所承担的基础研究项目，重点研究了步进电动机的驱动控制技术。分析了两相混合式步进电动机的结构和工作原理，建立了两相混合式步进电机非线性动态模型，给出了绕组的磁链方程、旋转电压方程、转子运动方程和传递函数的表达式。 本文根据两相混合式步进电动机的驱动控制特点，采用基于电流矢量恒幅均匀旋转的细分控制技术，对步进电动机的励磁绕组中电流进行控制，使步进电动机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场。合成磁场矢量的幅值决定了步进电动机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量的夹角大小决定了步距角的大小。通过细分模型分析和建立，合理控制电机绕组中的电流保证步进电动机内部合成磁场的幅值恒定，合成磁场的角度均匀，并在此基础上设计了一种两相混合式步进电动机驱动器。 该驱动器以单片机AT89C51为控制核心，选用DAC0832、H桥驱动器件等构成驱动电路，论文从驱动器技术方案、硬件电路、控制软件设计方面进行了详细地论述。在反馈放大电路设计时，采用数字电位器X9C503与外部按键配合，达到了A、B两相电路的对称性。 采用电流矢量恒幅均匀旋转的细分控制技术使电机平稳运行，提高了运行精度，输出转矩在一定转速范围内恒定，且细分选择数目多，只要改变存储器内电流波形的值，就可以实现1～256范围内任意细分数。 最后对所设计的两相混合式步进电动机驱动器进行了全面的性能测试。测试结果表明：该驱动器达到了系统设计前所提出的各项设计指标。系统运行安全、可靠、稳定。整个系统电路简单实用、性能优良、通用性强。设计原则适用于各种步进电动机，有一定的实用价值。
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