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1、84机床与液压2003No6基于电流反馈的步进电机微步驱动器周亚鲲,赵群飞,杨汝清(上海交通大学机器人研究所,上海200030)摘要:步进电机在不涉及伺服系统复杂反馈环路的情况下实现了良好的位置精度,这使其在定位控制系统中得到了广泛的应用。但是在传统的全步或者半步模式下,步进电机的分辨率受到电机结构的很大限制。本文介绍了一种设计方案,该方案在全桥电路底部和地之间接入一个检测电阻,控制流过电机绕组的电流,实现步进电机的微步控制。关键词:分辨率;峰值检测电流;微步StepperMotorMicro-Stepp
2、ingDriverBasedOnCurrentFeedbackZHOUYa-kun,ZHAOQun-fei,YANGRu-qing(ResearchInstituteofRobotics,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200030)Abstract:Steppermotorsarewellsuitedforpositioningapplicationsfortheirsgoodpositionalaccuracywithoutcomplicatedfeedbackloopsas
3、sociatedwithservosystems.Howevertheirresolution,whendrivenintheconventionalfullorhalfstepmodesofoperation,islimitedbytheconfigurationofthemotor.Thisarticlediscussedimplementationofmicro-steppingdrivesusingpeak-detectingcurrentcontrolwherethesenseresistorwasconn
4、ectedbetweenthebottomofthebridgeandground.Keywords:Resolution;Peak-detectingcurrent;Micro-stepping步进电机是由脉冲信号驱动的,对于一个电压脉可变细分控制能够实现不同细分控制,它由D/A冲,转子转动一步。一般情况下,根据电压脉冲的分电路,放大器,和线性功放电路组成。D/A电路用于配方式,步进电机各相绕组电流轮流切换,使步进电把来自微处理器的数据转换成相应的模拟量,放大器机转子步进旋转。如果每次进行脉冲切换时,只改变把模
5、拟量放大,使微处理器输出的最大数据为FFH对应绕组中额定电流的一部分,那么转子每步转动也(8位)时,功放输出的电流恰好是步进电机的额定只是原有步距角的一部分。额定电流分成多少个级别电流。在实际应用中也可以调节放大器的放大系数取进行切换,转子就以多少步完成一个原有的步距角。得。比较放大电路能够把对绕组电流采样的电压和放控制绕组中电流的大小,把步距角细分成若干步来完大后的模拟量比较,产生调整信号送到功放管基极,成,这种控制方式称为微步控制。用于控制绕组中的电流。其细分原理是:从单片机送微步控制有2个目的:首先,可以使步进
6、电机停来的数据是8位,其值为00H~FFH,对应于十进制在全步和半步的中间位置,提高步进电机的位置分辨是0~255。在细分时,要求每个阶梯的电流差值相率。不妨假定步进电机齿数N=1,此时步进电机退等。这样就要求细分的步数必须能对255进行整除。化成转子和定子上成90分布的2个线圈。全步控制这样细分的阶梯只能为3,5,15,17,51,85个。微时,2个线圈中流过相等的电流,转子与相应电磁矢处理器每次突变的数据差为85(55H),51(33H),量保持一致,稳定在45位置。其中一个电流换向时,17(11H),15(
7、0FH)只要改变每次突变的数据差转子旋转90,步进电机前进1步;如果电流在换向值,就可以实现不同的细分控制。前关闭,电机前进半步,就是半步驱动模式。较高精(2)数字脉宽调制细分控制度步进电机的分辨率一般是18(200步/转)或75数字脉宽调制细分控制是一种利用开关状态的细(48步/转),半步模式下分辨率加倍,为09或分方法。在功放管基极加上一系列适当的脉宽调制375。要达到更高的分辨率,必须使步进电机的转波,就可以得到细分控制所需的阶梯电流。微处理器子处于中间位置。其次,微步控制使步进电机运行更产
8、生数字脉宽调制信号,送到驱动功放管。当脉宽调加平稳。电机低速运行时,转子从一个位置移动到下制信号的脉宽较大时,产生阶梯边缘;当脉宽较小一个位置所需的时间比步进周期要小得多,这种快速时,产生平均电流。只要占空比恰当,即可取得电流步进使系统运行不平稳。微步控制可以消除这种跳动顶波。如果脉冲周期足够小,波动量Ia就会很小。现象,并减小中频噪声和谐振
