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基于单片机的二相混合式步进电机细分控制器研究

作　者: 田强
导　师: 姬长英
学　校: 南京农业大学
专　业: 农业电气化与自动化
关键词: 二相混合式步进电机 单片机 细分驱动 精度
分类号: TM383.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 55次
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内容摘要


对于二相混合式步进电机,正余弦是较为理想的细分驱动波形。采用一般的控制技术研制的驱动器,往往不能很好的保证步进电机相电流的正余弦度,从而导致步进电机运行精度低。因此,有必要对二相混合式步进电机的控制技术进行深入研究。本课题以二相混合式步进电机为研究对象,在对二相混合式步进电机的细分原理进行研究的基础上,提出了一种新型细分控制系统,并通过实验验证了该系统的可行性和有效性。(1)在对各种细分驱动技术进行分析的基础上,开发了一种新型细分控制系统。采用固定开关频率电流追踪PWM细分控制实现方式,形成对步进电机相电流的小范围闭环控制,固定了斩波频率,尽最大可能使步进电机的相电流趋向于给定的正余弦电流波形。单片机主控电路中,为了获得多个细分数的选择以便更宽范围的满足用户高细分的需求,硬件电路设置了8种细分选择,最大可达128细分,同时提供了多种相电流幅值选择,大大拓宽了电机的适用范围。采用光电隔离,PCB合理布线等方法有效地抑制了电磁干扰,提高了系统的抗干扰特性。(2)编制了控制系统软件,该软件系统可以实现以下功能：在LCD1602液晶屏的提示下,由键盘输入运行的速度和步数；由各个功能键控制系统的运行；按启动键后,步进电机按照输入的步数进行走步；如在运行期间按停止键,则步进电机停止运行。(3)通过实验验证了所采用控制方法的有效性。实验结果表明用该控制器驱动步进电机,可大大提高步进电机的运行精度。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 选题研究成果及其现状  9-15
    1.1.1 步进电机研究成果及现状  9-10
    1.1.2 步进电机驱动器研究成果及其现状  10-12
    1.1.3 步进电机驱动控制技术研究成果及其现状  12-15
  1.2 存在问题及选题意义  15
    1.2.1 存在问题  15
    1.2.2 选题意义  15
  1.3 课题的研究内容及其技术路线  15-16
    1.3.1 主要研究内容  15-16
    1.3.2 技术路线  16
  1.4 本章小结  16-17
第二章 二相混合式步进电机细分驱动技术的研究  17-25
  2.1 二相混合式步进电机细分驱动原理  17-21
  2.2 主要细分控制方式的比较与本课题细分控制方案的确定  21-24
  2.3 本章小结  24-25
第三章 二相混合式步进电机细分控制系统硬件设计  25-43
  3.1 单片机控制电路  25-28
    3.1.1 单片机简介  25
    3.1.2 晶体振荡电路  25-26
    3.1.3 复位电路  26-27
    3.1.4 键盘接口电路  27
    3.1.5 液晶显示电路  27-28
  3.2 电机驱动电路  28-38
    3.2.1 THB6128电机驱动芯片特点  28-30
    3.2.2 THB6128电机驱动原理  30-32
    3.2.3 双H桥驱动电路  32
    3.2.4 光电隔离输入电路  32-33
    3.2.5 细分选择电路  33-36
    3.2.6 相电流及衰减模式选择电路  36-37
    3.2.7 电源电路  37-38
  3.3 系统硬件实现  38-40
  3.4 步进电机驱动器板硬件干扰抑制的设计  40
  3.5 本章小结  40-43
第四章 二相混合式步进电机细分控制系统软件设计  43-49
  4.1 系统软件结构设计  43
  4.2 主程序设计  43-45
  4.3 键盘扫描程序设计  45-46
  4.4 LCD1602液晶屏显示程序设计  46-47
  4.5 本章小结  47-49
第五章 步进电机驱动器测试与结果分析  49-63
  5.1 实验条件  49-50
  5.2 实验内容及及其结果分析  50-61
    5.2.1 驱动器板正常测试实验  50
    5.2.2 精度实验  50-61
  5.3 本章小结  61-63
第六章 总结与展望  63-65
  6.1 总结  63
  6.2 展望  63-65
参考文献  65-69
附录A 主程序  69-72
附录B 键盘扫描程序  72-81
致谢  81-83
攻读学位期间发表的学术论文  83

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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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