机电运动控制11 步进电动机控制系统课件.ppt

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1、驱动电源的组成脉冲分配器功放电路三相步进电机负载功率电源分配器电源功放电路功放电路功率放大器步进脉冲方向信号ABC脉冲分配器+功率放大电路第11章步进电动机的驱动电源1.脉冲分配器当方向电平为低时，脉冲分配器的输出按A-B-C的顺序循环产生脉冲。当方向电平为高时，脉冲分配器的输出按A-C-B的顺序循环产生脉冲。2.功率放大器将脉冲分配器的输出信号进行电流放大后给电动机的定子绕组供电，使电动机的转子产生输出转矩。11.1步进电动机的脉冲分配器步进电动机的脉冲分配器可由硬件或软件方法来实现。硬件环形分

2、配器：由计数器等数字电路组成的。有较好的响应速度，且具有直观、维护方便等优点。软件环分：由计算机接口电路和相应的软件组成的。受到微型计算机运算速度的限制，有时难以满足高速实时控制的要求。1.硬件环形分配器A相B相C相序号控制信号状态输出状态导电绕组CAJCBJCCJQAQBQC0110100A1010110AB2011010B3001011BC4101001C5100101CA6110100A2．软件环形分配软件环分的方法是利用计算机程序来设定硬件接口的位状态，从而产生一定的脉冲分配输出。1)输出

3、接口8031单片机本身包含4个8位I/O端口，分别为P0、P1、P2、P3。输出接口是将计算机的输出端与步进电动机的每相绕组一一对应起来。若要实现三相步进电动机的脉冲分配，需要三根输出口线，本例中选P1口的P1.0、P1.1、P1.2位作为脉冲分配的输出。2)输出模型如果三相步进电动机按单、双拍通电方式工作，即:正转：A-AB-B-BC-C-CA反转：A-AC-C-CB-B-BC根据8031单片机的基本原理，对P1.0、P1.1、P1.2位编程使其按表规定改变输出状态就实现了三相六拍分配任务。P1

4、.7通电相XXXXX001AXXXXX011ABXXXXX010BXXXXX110BCXXXXX100CXXXXX101CAP1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0P1.6P1输送的内容依次为：01HA03HAB02HB06HBC04HC05HCA正转反转输出模型3)控制程序按正转和反转的要求将输出模型向P1口发送，并控制步进电动机的速度。设输出模型存放在存储器中，首地址为2000H，地址指针为DPR,初始值为2000H。初始化正转（DPR）→P1调用延时子程序(DPR)=05HDPR-5

5、→DPRDPR+1→DPR（DPR）→P1调用延时子程序(DPR)=01HDPR+5→DPRDPR-1→DPRNNNYYY11.2步进电动机的功率放大电路步进电动机的功率放大电路实际上是一种脉冲放大电路，使脉冲具有一定的功率驱动能力。由于功率放大器的输出直接驱动电动机绕组，因此，功率放大电路的性能对步进电动机的运行性能影响很大。1.单电压驱动电路L－是电动机绕组VT－开关晶体管电阻R两端并联电容C，使电流上升更快，所以，电容C又称为加速电容。二极管V在晶体管VT截止时起续流和保护作用，串联电阻使电

6、流下降更快，从而使绕组电流波形后沿变陡。2.高低压切换型驱动电路高低压驱动线路的优点是：功耗小，启动力矩大，突跳频率和工作频率高。缺点是：大功率管的数量要多用一倍，增加了驱动电源。3.斩波恒流驱动电路4.调频调压驱动电路13.3步进电动机的控制一、步进电动机的升降速控制二、步进电动机的细分控制先放大后叠加先叠加后放大细分后的电流波形输出模型（以A相为例）PA3PA2PA1PA0状态字000101H001002H001103H……………11100EH11110FH三、步进电动机的控制系统开环控制位置

7、反馈