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基于MATLAB/Simulink的五相混合式步进电动机系统动态仿真模型的建立与分析

作　者: 徐传芳
导　师: 王英
学　校: 大连交通大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: 五相混合式步进电动机 恒频斩波恒总流驱动 新五边形绕组联接 单步响应 MATLAB/Simulink
分类号: TM383.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 855次
引　用: 3次
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内容摘要


步进电动机与它的驱动电源是不可分割的一个整体，系统的运行品质除与电动机自身的性能有关外，也在很大程度上取决于驱动器的优劣，因此对驱动技术的研究与对电机本体的研究同等重要。五相混合式步进电动机是步进电动机的主要产品之一，在各领域获得到广泛应用，因此对其驱动技术的研究也一直深受重视。恒频斩波恒总流驱动是五相混合式步进电动机驱动技术的发展方向，是一种新型的步进电动机驱动系统，但是国内外对恒频斩波恒总流驱动系统进行的研究还很不够，见到的文献也不多。在其各种绕组接法中，新五边形接法驱动方式明显优于其它几种驱动方式。本文在建立绕组接法采用新五边形接法，驱动方式采用恒频斩波恒总流驱动时的五相混合式步进电动机系统的稳态仿真模型的基础上，分析研究了其动态特性，并重点对单步响应特性进行了研究与分析。 本文将MATLAB/Simulink应用于恒频斩波恒总流驱动系统的建模仿真，取得了很好的效果。 本文主要完成的工作包括几个方面：对五相混合式步进电动机恒频斩波恒总流驱动系统进行了完整的描述；建立了包括电流控制电路、功率驱动电路以及五相混合式步进电动机在内的恒频斩波恒总流驱动系统的完整的数学模型；基于MATLAB/Simulink建立了恒频斩波恒总流驱动系统稳态仿真模型，并进行了仿真；在建立其稳态仿真模型的基础上，对动态模型进行研究，并借助于MATLAB/Simulink工具建立了恒频斩波恒总流驱动系统单步响应特性的仿真模型并对其单步响应特性进行了仿真研究，仿真结果与理论分析相符。

全文目录


第一章 绪论  7-16
  1.1 课题背景及意义  7-8
  1.2 步进电动机概述  8-10
    1.2.1 步进电动机及其发展  8-9
    1.2.2 步进电动机的种类  9
    1.2.3 步进电动机的特点  9-10
  1.3 步进电动机的驱动  10-15
    1.3.1 步进电动机驱动器的组成  10-12
    1.3.2 混合式步进电动机的驱动技术  12-15
  1.4 本论文研究的内容  15-16
第二章 五相混合式步进电动机及其驱动技术  16-28
  2.1 引言  16-17
  2.2 五相混合式步进电动机  17-23
    2.2.1 五相混合式步进电动机的基本结构  17-18
    2.2.2 五相混合式步进电动机的标准通电方式  18-21
    2.2.3 五相混合式步进电动机的绕组联接方式  21-23
  2.3 五相混合式步进电动机的驱动技术  23-26
    2.3.1 恒流斩波控制  23
    2.3.2 恒总电流调频调压驱动  23-24
    2.3.3 电流开环式PWM升频升压驱动  24-25
    2.3.4 升频升压结合恒流控制技术  25-26
    2.3.5 细分驱动技术  26
    2.3.6 新五边形绕组联接的恒流斩波恒总电流驱动技术  26
  本章小结  26-28
第三章 五相混合式步进电动机恒频斩波恒总流驱动系统  28-34
  3.1 引言  28
  3.2 工作原理  28-33
    3.2.1 系统结构示意图  28-29
    3.2.2 通电状态与控制信号的关系  29-31
    3.2.3 总电流控制原理  31-32
    3.2.4 功放桥总线电流的特点  32-33
  本章小结  33-34
第四章 混合式步进电动机恒频斩波恒总流驱动系统的稳态仿真模型  34-46
  4.1 引言  34-35
  4.2 系统的数学模型  35-43
    4.2.1 五相混合式步进电动机的数学模型  35-38
    4.2.2 绕组电压V_k的确定  38-42
    4.2.3 电流控制环节的模型  42-43
  4.3 系统的仿真模型及仿真结果  43-45
  本章小结  45-46
第五章 单步运行特性的研究  46-67
  5.1 引言  46-47
  5.2 恒频斩波恒总流驱动系统单步响应特性的数学模型  47-54
    5.2.1 模型的建立  47-48
    5.2.2 相电压的确定  48-53
    5.2.3 斩波导通时间(t_(on))和斩波关断时间(t_(off))的确定  53-54
  5.3 恒频斩波恒总流驱动系统单步响应特性的仿真模块图  54-60
    5.3.1 MATLAB/Simuink软件简介  54-55
    5.3.2 恒频斩波恒总流驱动系统单步响应特性的仿真模块图  55-60
  5.4 仿真结果与理论分析  60-66
  本章小结  66-67
结论  67-69
参考文献  69-72
攻读学位期间发表的学术论文  72-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 微电机 > 控制用微电机 > 步进式微电机
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