高精度步進電機控制系統(tǒng)的研究畢業(yè)論文

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1、畢業(yè)論文高精度步進電機控制系統(tǒng)的研究摘要步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移的執(zhí)行機構(gòu)，步進電機的主要優(yōu)點是有較高的定位精度，無位置累積誤差，并且特有的開環(huán)運行機制，與閉環(huán)控制系統(tǒng)相比減少系統(tǒng)成本，提高了可靠性，在數(shù)控領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，步進電機在低速運行時的振動、噪聲大，在步進電機的自然振蕩頻率附近運行時易產(chǎn)生共振，輸出轉(zhuǎn)矩隨著步進電機的轉(zhuǎn)速升高而下降，這些缺點制約了步進電機的應(yīng)用范圍。步進電機的使用離不開步進電機驅(qū)動器，步進電機的運行性能與步進電機驅(qū)動器的優(yōu)劣密切相關(guān)。傳統(tǒng)的驅(qū)動方式偏重使步進電機繞組電流以

2、盡可能短的時間上升到額定值，從而提高電機高速運行時的轉(zhuǎn)矩，造成低速運行時的振動和噪音加大。并且為滿足用戶對不同步距角的要求。本文在調(diào)研各種驅(qū)動技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計實現(xiàn)了基于電流追蹤型脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)的多細分兩相混合式步進電機驅(qū)動器，包括硬件設(shè)計、軟件實現(xiàn)。正弦電流細分技術(shù)基本上克服了傳統(tǒng)步進電機低速振動大和噪音大的缺點，減小發(fā)生共振的幾率。電流追蹤型脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)使電機運行在較大速度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩保持恒定。以滿足不同用戶和不同電機的要求,該驅(qū)動器的功率驅(qū)動部分使用NMOS智能功率模塊，提高了驅(qū)動器可靠性。驅(qū)動器細

3、分運行時減弱了混合式步進電機的低速振動，電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，大大減輕了噪聲;同時該驅(qū)動器具有較小的體積、較低的成本和較高的可靠性。關(guān)鍵詞:混合式步進電機細分驅(qū)動器脈寬調(diào)制AbstractThesteppermotorisanelectromechanicaldevicethatconvertselectricalpulsesintodiscretemechanicalmovements.Theadvantagesofsteppermotorareprecisepositioningandnon-cumulativemoveme

4、nterrorfromonesteptothenext.Comparedtoclosedloopcontrol,openloopoperationofsteppermotorismorereliableandlessexpensive.Thedisadvantagesinusingastepmotorarevibrationandnoiseatlowspeeds,resonancewhenthemotorisoperatedatoraroundthenaturalresonancefrequency,motortorqu

5、edecreasingwithspeedincreasing.Thesedisadvantageslimitstepmotor'sapplication.Stepmotorcannotworkwithoutstepmotordriver.Itsperformanceiscloserelatedtosteppermotordriver.Traditionally,amotordriveristoprovidetheratedcurrenttothemotorwindingsintheshortestpossibletime

6、,helpingtomaintainhighspeedtorque.Asaresult,motor'svibrationandnoiseisgreateratlowspeeds.Otherwise,manytypesofstepmotoranddriverhavetobeproducedinordertosatisfycustomer'sneedfordifferentstepanglesAfterstudymanykindsofdrivertechnology,amicrosteppingdriverfortwo-ph

7、asehybridsteppermotorhasbeendesigned.ThedriveradoptssinewavecurrentsubdividingandcurrenttrackingPWMtechnology.Sinewavecurrentsubdividingtechnologynotonlyovercomesthedisadvantagesofmotor'svibrationandnoiseatlowspeedsbutalsoreducesprobabilityofresonance.Currenttrac

8、kingPWMtechnologycanmaintainconstanttorquewithinwidespeedrange.Outputphasecurrentthatcanmeettheneedofdifferentcustomerandmotor.ThepowerstageofthisdriverusesNMO