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《基于fpga的步進電機的pwm控制__細分驅(qū)動的實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、山東大學威海分校
課程設計報告設計題目：_基于FPGA的步進電機的PWM控制____________ ——細分驅(qū)動的實現(xiàn)_姓名___秦正運______學號20059002029院系__信息工程學院_專業(yè)_電子信息科學與技術(shù)年級___05____________2009年5月3日目錄目錄2摘要3關(guān)鍵詞3Abstract3Keywords3一、引言4二、步進電機細分驅(qū)動的基本原理4三、QuartusII概述5四、課題設計6（一）總體設計6（二）細分電流的實現(xiàn)6（三）細分驅(qū)動性能的改善6（四）程序設計7六、仿真與測試結(jié)果分析10七、結(jié)論12參考文獻13注釋14附錄15謝辭21摘要在對步進電機細分
2、驅(qū)動原理進行分析研究的基礎上，提出一種基于FPGA控制的步進電機細分驅(qū)動器。利用FPGA中的嵌入式EAB構(gòu)成LPM-ROM，存放步進電機各相細分電流所需的PWM控制波形數(shù)據(jù)表，并通過FPGA設計的數(shù)字比較器，同時產(chǎn)生多路PWM電流波形，實現(xiàn)對步進電機轉(zhuǎn)角進行均勻細分控制。實驗證明，所研制的步進電機驅(qū)動器不僅體積小，簡化了系統(tǒng)的設計，減少了延遲，改善了低頻特性，有良好的適應性和自保護能力，提高了驅(qū)動器的穩(wěn)定性和可靠性。關(guān)鍵詞步進電機；細分驅(qū)動；脈寬調(diào)制；FPGAAbstractInthispaper,adivideddrivingcircuitforsteppingmotorcontroll
3、edbyFPGAisputforward,basedontheanalysisoftheprincipleofsteppingmotordivideddriving.UsingembeddedEABinFPGAtocomposeLPM-ROM,storePWMcontrolwaveformdatawhichsteppingmotoreachphasesubdivideddrivingcurrentisneeded．ThemagnitudecomparatordesignedwithFPGAgeneratesseveralPWMcurrentwaveformsynchronously,tor
4、ealizethestepanglesevendivisioncontrolforthree–phasesteppingmotor.Experimmentshaveprovedthatthedevelopedsubdivisiondriverisnotonlysmaller,samplerinsystem,canshortenthedelaytime,improvethestabilityinlowfrequency,buthasgoodself-adaptationandself-protectionability,anditsstabilityandrelibilityarehighe
5、r.Keywordssteppingmotor;divideddriving；PWM;FPGA一、引言步進電機是把脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或直線位移的執(zhí)行元件，是一種輸出與輸入數(shù)字脈沖相對應的增量驅(qū)動元件。具有定位精度高、慣性小、無積累誤差、啟動性能好、易于控制、價格低廉及與計算機接口方便等優(yōu)點，被廣泛應用于數(shù)控系統(tǒng)中。但由于脈沖的不連續(xù)性又使步進電機的運行存在許多的不足之處，如低頻震蕩，噪聲大，分辨率不高及驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性差等，嚴重制約了其應用范圍。步進電機的細分控制有效的解決了這一問題，步進電機細分驅(qū)動技術(shù)可以減小步進電機的步距角，提高電機運行的平穩(wěn)性，增加控制的靈活性等。但是傳統(tǒng)的步進電
6、機驅(qū)動大多數(shù)采用的是用單片機作為控制芯片，外加分立的數(shù)字邏輯電路和模擬電路構(gòu)成。受單片機工作頻率的限制，細分數(shù)不是很高，因此控制器的精度較低，控制性能不是很理想。近年來隨著可編程邏輯器件的飛速發(fā)展，似的可編程邏輯器件功能越來越強大從而促使高集成化高精度的驅(qū)動器的出現(xiàn)。本系統(tǒng)是以FPGA為核心的控制器件，將驅(qū)動邏輯功能模塊和控制器成功地集成在FPGA上。利用FPGA中的嵌入式EAB可以構(gòu)成存放電機各相電流所需的控制波形表，再利用數(shù)字比較器同步產(chǎn)生多路FPGA電流波形，對多相步進電機進行控制。若改變控制波形表的數(shù)據(jù)、增加計數(shù)器和比較器的位數(shù)，提高計數(shù)精度，就可以提高PWM波形的細分精度，進而對
7、步進電機的步進轉(zhuǎn)角進行任意級細分，實現(xiàn)轉(zhuǎn)角的精確控制。二、步進電機細分驅(qū)動的基本原理步進電機的驅(qū)動是靠給步進電機的各相勵磁繞組輪流通以電流，實現(xiàn)步進電機內(nèi)部磁場合成方向的變化來使步進電機轉(zhuǎn)動的。設矢量Ta、Tb、Tc、Td為步進電機A、B、C、D四項勵磁繞組分別通電時產(chǎn)生的磁場矢量；Tab、Tbc、Tcd、Tda為步進電機中AB,BC,CD,DA兩相同時通電產(chǎn)生的合成磁場矢量。當步進電機的A、B、C、D四相輪流通電時，步
