基于DSP与FPGA的两相混合式步进电机细分驱动的实现

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1、分类号密级UDC编号8015106S033中国科学院研究生院硕士学位论文基于DSP与FPGA的两相混合式步进电机细分驱动的实现周石磊指导教师中国科学院光电技术研究所申请学位级别硕士学位学科专业名称信号与信息处理论文提交日期2006.5论文答辩日期2006.6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在步进电机驱动方式中，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。木文设计

2、了一种基于DSP以及FPGA的两相混合式步进电机SPWMC正弦脉宽调制）波细分驱动系统。在DSP系统中采用TMS320LF2407A微控制器作为核心控制器件，用软件产生SPWM波；在FPGA系统中采用FPGA芯片，通过VerilogHDL语言，实现了SPWM波；在功率驱动级电路上采用双极性H桥的驱动方式。最终实现了对两相混合式步进电机SPWM波细分驱动，人人提高了步进电机的运转性能。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。通过对恒转矩细分驱动的分析，提出了两相混合式步进电机SPWM波细分驱动的方案，并给出了SPWM

3、波产生的数学模型。最后，对步进电机的SPWM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DSP与FPGA的SPWM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；微步距在误差允许的范围内也基本可以满足要求。关键词：两相混合式步进电机SPWM细分驱动DSPFPGA作者签名：ABSTRACTInthedrivingtechnologyofsteppingmotor,subdivisiondrivingtechnologyhasthebesteffect.Itis

4、appliedtomostofhigh-leveldriversofsteppingmotor.Thesteppingmotorssubdivisiondrivingtechnologyisakindofnewtechnologieswhichsynthesizeelectricaldigitaltechnology,integratedcontroltechnologyandcomputertechnology.It'swidelyappliedtoindustry,scientificresearch,communication,astron

5、omyandsoon.Inthisthesis,asubdivisiondrivingsystemwithSPWM(sinewavepulsewidemodulate)waveoftwo-phasehybridsteppingmotorbaseonDSPandFPGAisdesigned.IntheDSPsystemwhichTMS320LF2407Aisusedasthecoreofcontrolparts,theSPWMwaveisgeneratedbysoftware;inthesystemofFPGA,theSPWMwaveismaked

6、byFPGAchipsviaVerilogHDL;ambipolardrivingcircuitisusedaspowerdrivingsystem.Atlast，thesubdivisiondrivingsystemwithSPWMwaveoftwo・phasehybridsteppingmotorisimplemented,theperformanceofsteppingmotorisgreatlyimproved・Inthispaper,theworkingprinciple、controltheoryandthebasicprincipl

7、eofsubdivisiondrivingoftwo-phasehybridsteppingmotorareintroduced・Throughanalyzingsubdivisiondrivingwithconstanttorque,amethodofsubdivisiondrivingofsteppingmotorbasedonSPWMwaveispresented,thenthemathematicsmodelofSPWMwaveisalsoshown.Finally,theexperimentofthesystemhadbeenperfo

8、rmed,theresultsareshownasfollowing:Usingthesubdivisiondrivingsystemw