数控机床中的步进电机高精度控制模块设计

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1、数控机床中的步进电机高精度控制模块设计摘要：传统的数控机床步进电机控制模块无法有效协调步进电机速度参数间的关系，导致其控制精度不高。为此，设计数控机床步进电机高精度控制模块。模块中的STM32F103微控制器根据综合线性速度控制函数，给出步进电机运行流程的控制指令。FPGA根据控制指令生成控制信号，传输给步进电机驱动器。步进电机驱动器根据控制信号中控制位置的排序，依次将控制电流导入步进电机，实现模块对被控对象的准确控制。光栅传感器对步进电机的运行流程进行采集，FPGA通过分析采集信息，给出步进电机的具体运行成果并传输给STM32F103微控制器，

2、实现STM32F103微控制器对步进电机运行流程的实时监控和修正。实验结果表明，所设计的模块具有优良的响应效果、控制误差和控制成果，可实现高精度控制。中国8/vie　　关键词：数控机床；步进电机；STM32F103；控制模块　　中图分类号：TN876.3?34；TH39文献标识码：A：1004?373X（2017）08?0129?05　　Designofsteppermotorhigh?precisioncontrolmoduleinnumericalcontrolmachinetool　　HOUXiaofang，TAOBaofeng　　（1.S

3、haanxiInstituteofTechnology，Xi’an710300，China；2.Northotorcontrolmoduleofthenumericalcontrolmachinetoolcan'teffectivelycoordinatetherelationshipamongthespeedparametersofthesteppermotor，andhaslootorhigh?precisioncontrolmoduleofthenumericalcontrolmachinetoolodulegivesthecontroli

4、nstructionofthesteppermotor′srunningprocessaccordingtothesyntheticallinearspeedcontrolfunction.TheFPGAgeneratesthecontrolsignalaccordingtothecontrolinstrument，andtransmitsittothesteppermotordriver.Thesteppermotordriverimportsthecontrolcurrentintothesteppermotoraccordingtothes

5、ortingofcontrolpositionsinthecontrolsignal.Theaccuratecontrolofthecontrolledobjectisimplementedodule.Thegratingsensoracquirestherunningprocessofthesteppermotor.TheFPGAgivesoutthespecificrunningresultofthesteppermotorbyanalysisofthecollectedinformation，andtransmitsittoSTM32F10

6、3.Thereal?timemonitoringandcorrectionoftherunningprocessofthesteppermotorarerealizedentalresultsshoodulehasgoodresponseeffect，controlerrorandcontrolresult，andcanrealizethehigh?precisioncontrol.　　Keyericalcontrolmachinetool；steppermotor；STM32F103；controlmodule　　0引言　　步进电机是一种能够实

7、现控制信号数模转换的控制设备，与其他控制设备相比，其拥有控制误差不累计、鲁棒性强等优点。在强调自动化办公的当今社会中，步进电机被广泛应用于数控、计量、器械等领域[1?3]。在数控领域中，步进电机以其稳定的控制水平成为数控机床中的核心控制设备。但在传统的数控机床步进电机控制模块无法有效协调步进电机速度参数间的关系，控制精度不高。现如今，数控领域对数控机床中步进电机高精度控制模块，产生了较大的需求[4?6]。　　控制精度包括响应效果、控制误差和控制成果，传统的数控机床步进电机控制模块均无法完全实现高精度控制。如文献[7]基于电磁铁设计数控机床步进电机

8、控制模块，其将电磁铁产生的电磁扭矩作为控制媒介，实现对被控对象的有效控制。但电磁铁易受干扰，将导致整个模块的鲁棒性被破坏，故其响应效果、