高動態(tài)特性步進電機驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、步進電機由于運行精度較高，控制方式在早期比較簡單且工作可靠，所以在工業(yè)以及日常生活中都得到了非常廣泛的應(yīng)用。但是在傳統(tǒng)的控制方式驅(qū)動下，步進電機運行中存在失步過沖和低頻振蕩兩個主要問題，已經(jīng)難以達到各類應(yīng)用場合對動態(tài)性能和精度的要求。
　　為解決此問題，國內(nèi)外從優(yōu)化電機結(jié)構(gòu)、改善驅(qū)動方法、提升控制芯片性能等方面進行了較多的研究，但仍然受加工工藝、器件耐壓和運算能力等限制。本文通過研究反電動勢對動態(tài)特性提升的影響，提出了混合續(xù)流導(dǎo)通

2、算法，有效解決了步進電機在快速啟停過程中的失步、過沖和低頻振蕩，實現(xiàn)了具有高動態(tài)特性步進電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)計。
　　本文首先通過深入分析步進電機的數(shù)學(xué)模型并進行基于Simulink的仿真，分析了步進電機運行中存在問題的產(chǎn)生原因，指出了反電動勢對步進電機動態(tài)特性提升的影響。然后從H橋續(xù)流導(dǎo)通方式對反電動勢影響的角度出發(fā)，分析對比現(xiàn)有的續(xù)流導(dǎo)通方式的優(yōu)缺點，提出了可以充分釋放反電動勢、有效跟隨給定電流變化的混合續(xù)流導(dǎo)通算法。為了驗證

3、該算法的有效性，進行了基于DSP的AD式全數(shù)字步進電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的仿真、硬件和軟件設(shè)計，在該硬件和軟件平臺上實現(xiàn)了基于混合續(xù)流導(dǎo)通算法的細(xì)分驅(qū)動控制方式，并通過與各種續(xù)流導(dǎo)通算法在細(xì)分電流跟隨和動態(tài)控制效果上進行對比測試和分析，驗證提出的算法的有效性和整個系統(tǒng)的性能。
　　實驗結(jié)果表明，基于混合續(xù)流導(dǎo)通算法設(shè)計的驅(qū)動控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)電機快速四象限運行而不產(chǎn)生失步和過沖，并且電流跟隨效果良好，有效消除低頻振蕩，具有較高的動態(tài)特性，