基于stm32的多步进电机控制系统研究

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1、万方数据·54·《测控技术》2010年第29卷第6期基于STM32的多步进电机控制系统研究刘慧英，范宝山(西北工业大学自动化学院，陕西两安7lOl29)摘要：在很多应用场合中，要求多台步进电机在运行目标距离不同的情况下，能同时启动、加速、高速、减速、制动停止。首先搭建了系统的主要硬件模块。在分析STM32产生PwM脉冲控制步进电机原理的前提下，提出了一种通过程序按照设定要求不断自动改变STM32中TlM预分频值的方法，实现多步进电机同步协调工作。然后对整个系统建立数学模型，通过理论分析和仿真验证，证明该系统能够满足所要求的性能指标。最后把该系统应用到实

2、际环境中，通过对测量数据的分析，进一步验证了系统具有良好的稳态性能和动态性能。关键词：多步进电机；sTM32；预分频值；同步协调；控制系统模型中图分类号：TP273；TM301．2文献标识码：A文章编号：1000—8829(2010)06—0054—04StudyofControlSystemofMultipleStepMotorsBasedonSTM32LIUHui-ying，FANBao-shan(School0fAutomation，NonhwestemPolytechnicaJUniversity，Xi’an710129，China)Abstr

3、act：InmanyappIications，underthecircumstancesofdi肫renttargetdistances，morethanonestepmotorarerequiredtostart，accelerate，highspeed，decelerate，braketostopsimultaneously．Firstly，majorhardwaremodulesofthesystemarebuiJt．UnderthepremiseofanalyzingthetheoryofstepmotorcontmlbyPWMpm—duced

4、bySTM32，amethodsolvingthepmblem“muItiplestepmotorsoperatingsynchmnouslyandcoordi·nately，thatcon￡jnuaHyandautomaticallychangestheprescalerValueofSTM32TIMaccordingtotheset“ngsbyprogram，israised．Then，thewholesystemmathematicalmodelwasestablished．Thesystemcanmeetthere‘quiredproperty

5、indicatorsbydemonstrationoftheoreticalanalysisandsimula“on．Finally，thesystemwasap—pliedtophysicalenvironment．Thesteady·stateanddynamicpropertiesarefunherproVedtobegoodthmugha—nalysisofthemeasureddata．Keywords：muJtiplestepmoto玛；STM32；prescalervaJue；synchmnouslyandcoordinately；mod

6、elofcontmlsv8tem步进电机是机电控制中～种常用的执行机构，区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。它具有高精度的定位、位置及速度控制、定位保持力、开同路控制不必依赖传感器定位等特点，因而被广泛地应用㈨】。很多情况下，需要两台或多台步进电机工作于同一个系统中，实现不I—j的目标位置移动，即步进电机的收稿日期：2009一10—08作者简介：刘慧英(1956一)，女，山东日照人，教授，博士，主要从事控制理论与应用研究；范宝山(1983一)，男，山东滨州

7、人，在读硕士，主要研究方向为现代控制理论与应用。传动距离不同，并且传动距离具有不确定性。这种情况下可以采用每台电机单独运行，顺序控制的方法，但该方法实时性差，效率低。本文在分析PwM脉冲信号控制步进电机原理的基础卜，提出了一种控制方法，可以实现多台步进电机同时启动、加速、高速、减速及到达不同日标位置后同时制动。启动加速过程防止了步进电机突然高速运行时失步现象的发生，减速过程能保证电机的定位精度。同时，为了达到更高精度的目标位置定位控制，引入了位置反馈环节㈡1。1系统硬件设计控制系统主控芯片采用基于ARMConex-M3内核的sTM32系列32位闪存微控

8、制器，该芯片非常适合在控制领域应用。sTM32具有自己独特的优点：在万方数据基于sTM32的多