基于FPGA和DSP的兩相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)研究
時(shí)間:2009-03-17 10:27:11來(lái)源:zhangting
導(dǎo)語(yǔ):?本文提出了基于FPGA和由數(shù)字信號(hào)處理器TMS32OF2808構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法, 包括系統(tǒng)硬件,軟件及加減速控制算法的設(shè)計(jì)。
摘 要: 采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中, 為了提高步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和控制精度,本文提出了基于FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)和由數(shù)字信號(hào)處理器TMS32OF2808 構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法, 包括系統(tǒng)硬件,軟件及加減速控制算法的設(shè)計(jì)。通過(guò)查表控制步進(jìn)電機(jī)兩項(xiàng)繞組電流,從而實(shí)現(xiàn)了高精度的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制,提高了步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行精度,消除了低速震蕩現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,結(jié)果驗(yàn)證了步進(jìn)電機(jī)加減速控制算法的正確性和有效性。
關(guān)鍵詞:步進(jìn)電機(jī);數(shù)字信號(hào)處理器(DSP);加減速控制;細(xì)分;現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)
0. 引言
步進(jìn)電機(jī)因其具有動(dòng)態(tài)力矩大、定位精度高和分辨率高等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于數(shù)控裝置、機(jī)器手、商業(yè)機(jī)器和自動(dòng)化儀器等機(jī)電一體化設(shè)備中。步進(jìn)電機(jī)必須由專門(mén)的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng),而且不同的驅(qū)動(dòng)方式對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能影響很大[1]。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式經(jīng)過(guò)了單電壓驅(qū)動(dòng)、高低壓驅(qū)動(dòng)、斬波恒流驅(qū)動(dòng)、調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)和細(xì)分微步驅(qū)動(dòng)的發(fā)展過(guò)程。前幾種驅(qū)動(dòng)方法經(jīng)過(guò)多年的研究和應(yīng)用已經(jīng)比較成熟,可靠性高,但是對(duì)于步進(jìn)電機(jī)固有的低頻振蕩大的問(wèn)題沒(méi)有解決,而且僅限于以步距角或 1/2 運(yùn)行,更高的精度只能通過(guò)對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)得到。相比而言,細(xì)分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)雖然更加復(fù)雜,構(gòu)成成本較高,但是可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)以步距角的幾十分之一甚至更高的精度運(yùn)行。細(xì)分驅(qū)動(dòng)提高了步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行精度,而且改善了電機(jī)的低頻特性。
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