基于FPGA的两相混合式步进电机恒流斩波细分驱动

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1、分类号密级UDC编号中国科学院研究生院硕士学位论文基于FPGA的两相混合式步进电机恒流斩波细分驱动杜光伟指导教师刘恩海研究员中国科学院光电技术研究所申请学位级别硕士学科专业名称检测技术与自动化装置论文提交日期2007.4论文答辩日期2007.5培养单位中国科学院光电技术研究所学位授予单位中国科学院研究生院答辩委员会主席本人申明本人郑重申明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担

2、。论文作者签名：日期：关于学位论文使用授权的声明本人完全了解中国科学院光电技术研究所有关保留、使用学位论文的规定，同意中国科学院光电技术研究所保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权中国科学院光电技术研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：导师签名：日期：步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件，与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点，在众多领域中获得了广泛的应用。在步进电机驱动方式中

3、，效果最好的是细分驱动，当今高端的步进电机驱动器基本都采用这种技术。步进电机的细分驱动技术是一门综合了数字化技术、集成控制技术和计算机技术的新技术，被广泛应用于工业、科研、通讯、天文等领域。本文介绍了两相混合式步进电机的工作原理、控制原理以及细分驱动的基本原理。通过对恒流斩波细分驱动的分析，提出了两相混合式步进电机恒流斩波细分驱动的方案，并设计制作了相应的电路。最后，对步进电机的恒流斩波细分驱动系统进行了实验测量，给出了实验结果。实验的结果表明，设计的基于FPGA的恒流斩波细分驱动系统可以很好地克服电机低频振荡的问题，提高电机在中、低速运行的性能。电机的扫描范围与理论值基本接近；微步距在误差

4、允许的范围内也基本可以满足要求。关键词：两和混合式步进电机恒流斩波细分驱动FPGA作者签名：ABSTRACTSteppermotorisakindofelectromechanicalComponentswhichcontrolsphasewindingcurrentachievingrotationalanglebyelectricalpulsesignal.Comparedwithothertypesofmotors,ithassuchadvantagesasopen-loopcontrolprecisionandwithoutaccumulatederror;Soithasawider

5、angeofapplicationsinmanyareas・Inthedrivingtechnologyofsteppingmotor,subdivisiondrivingtechnologyhasthebesteffect.Itisappliedtomostofhigh-leveldriversofsteppingmoto匚Thesteppingmotorssubdivisiondrivingtechnologyisakindofnewtechnologywhichsynthesizeselectricaldigitaltechnology,integratedcontroltechnol

6、ogyandcomputertechnology.Ifswidelyappliedtoindustry,scientificresearch,communication,astronomyandsoon.Thispaperpresentsatwo-phasehybridsteppingmotorprincipleofcontroltheoryandthebasicprinciplesofsubdivisiondriving.Throughtheanalysisofthesubdivisiondrivingsystemwithconstantcurrentcut-wave,thetwo-pha

7、sehybridsteppingmotorconstantchoppingcut-wavesub-drivenprogramsissetup.Finally,theexperimentalmeasurementsarecarriedoutforitandgettheexperimentalresults・ExperimentalresultsshowthatFPGA-baseddesignofthesubdi