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《基于fpga的两相步进电机细分驱动电路设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、ELECTRICDRIVE2008Vol.38No.4电气传动2008年第38卷第4期基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路设计徐志跃,文招金,陈伟海(北京航空航天大学自动化学院,北京100083)摘要:在采用步进电机驱动的机构中,为了提高定位精度,提出了一种基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路的设计方案。采用正弦/余弦细分方案,通过嵌入cos/sin表格于FPGA中,合理控制步进电机两相绕组的电流,实现斩波恒流均匀细分驱动,减小了步距角、提高了步进分辨率,最高细分达到256。给出了FP2GA软件设计,并在Modelsim中完成了仿真。仿真结
2、果表明,分频、定时、正弦/余弦函数以及全桥控制信号,都可以由FPGA准确无误地产生,达到了设计的要求,取得了满意的效果。在实际的应用中,电机运行平稳。关键词:FPGA;步进电机;细分;斩波恒流中图分类号:TP332文献标识码:ADesignofTwoOphaseMicrosteppingDriverBasedonFPGAXUZhiOyue,WENZhaoOjin,CHENWeiOhai(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering,BeijingUniversityofAeronautics
3、andAstronautics,Beijing100083,China)Abstract:AnapproachofmicrostepdriverbasedonFPGAfortwoOphasestepmotorwasproposedtoim2provethepositionaccuracy.Byapplyingsin/cosmicrostepmethodandadjustingthecurrentineachwindingofstepmotorviabuiltOincos/sinlookOuptableinFPGA,choppingconstan
4、tOcurrentandhomogeneousmicrostepdrivecanbeachieved,thestepangleswasreduced,andthestepresolutionwasimproved.Thehighestresolutionwas256.SoftwaredesignandsimulationforFPGAlogicinModelsimwererepresented.Theresultsshowthatfrequencydividing,timing,cosf/sinfunctionandcontrolsignals
5、offullbridgecanbegeneratedac2curatelybyFPGA.Inexperiments,thestepmotoroperatesasexpected.Keywords:FPGA;stepmotor;microstepping;choppingconstantOcurrent步进电机是一种将离散的电脉冲信号转化成行功耗低,可靠性高,线路简单、精确度高、性能稳相应的角位移或线位移的电磁机械装置,是一种定等特点,具有很强的实用性。输出与输入脉冲对应的增量驱动元件。该元件具[1,2]1步进电机细分原理有转矩大、惯性小、响应频
6、率高等优点。很多控制器都可以用作步进电机的细分控步进电机的细分控制,从本质上讲是通过对[2,3]制,如80C196MC和AT89C51,ARM也是一步进电机的励磁绕组中电流的控制,使步进电机[4]个好的选择。IM2000S是IMS公司推出的一内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场,从而实款高性能的步进电机细分控制专用ASIC,内部现步进电机步距角的细分。一般情况下,合成磁集成了正弦/余弦信号发生器,抗谐振电路,PWM场矢量的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小,[5,6]电流控制电路等。但是,由于IM2000S是相邻两合成磁场矢量之间夹角的大小决定了步
7、距ASIC,内部结构固定,不能满足不同条件下的一角的大小。因此,要想实现对步进电机恒转矩的些特殊要求,因此在应用的灵活性方面有所不足。均匀细分控制,必须合理控制电机绕组中的电流,本文提出了基于FPGA控制的斩波恒流细使步进电机内部合成磁场的幅值恒定,且每个进[6]分驱动方案,驱动器总体结构参考IM805,由给脉冲所引起的合磁场的角度变化也要均匀。[5]FPGA实现IM2000S的功能。该方案具有运图1所示的是两相步进电机细分驱动的原基金项目:国家自然科学基金资助(60575052)作者简介:徐志跃(1958-),男,硕士,副教授,Email:x
8、uzhiyue@sohu.com59电气传动2008年第38卷第4期徐志跃,等:基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路设计理。如果将A相通电时磁场方向
