本文關(guān)鍵詞：兩相混合式步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制器的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：步進(jìn)電機(jī)具有定位精度高、無累積誤差、工作無電刷、啟停反應(yīng)速度快、開環(huán)控制性能好等優(yōu)點(diǎn),這使得步進(jìn)電機(jī)在數(shù)字控制領(lǐng)域的使用已經(jīng)越來越廣泛�；旌鲜讲竭M(jìn)電機(jī)自帶體積小、低噪音、震動(dòng)小的特點(diǎn),已經(jīng)成為步進(jìn)電機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種電機(jī),因此對(duì)混合式步進(jìn)電機(jī)控制器的研究已經(jīng)成為當(dāng)今電機(jī)行業(yè)的一個(gè)熱門研究。針對(duì)兩相混合式步進(jìn)電機(jī)存在的一些不足,如在低頻運(yùn)行時(shí)振動(dòng)和噪音大,在高頻運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩下降和帶負(fù)載能力不足等,本文提出了一種基于交替續(xù)流模式的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制方法,并且完成了控制器的設(shè)計(jì)。本文對(duì)兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析和說明,并且對(duì)其磁鏈和電感進(jìn)行了詳細(xì)的分析與計(jì)算,推導(dǎo)并得到了兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,這是兩相混合式步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制的理論基礎(chǔ);對(duì)常見步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的組成模塊進(jìn)行了簡(jiǎn)要說明,分析了幾種傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式的工作原理,并分別總結(jié)了它們各自優(yōu)點(diǎn)與不足,并確定將恒流斬波驅(qū)動(dòng)電路與H橋驅(qū)動(dòng)電路使用在本設(shè)計(jì)中。本文在兩相混合式步進(jìn)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對(duì)細(xì)分控制進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo),詳細(xì)說明了電機(jī)4細(xì)分運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩、電流和轉(zhuǎn)子的變化,并且詳細(xì)說明SPWM控制的原理和實(shí)現(xiàn)方法;分析了續(xù)流電路在電機(jī)驅(qū)動(dòng)中的作用,分析了常用的幾種續(xù)流電路的工作原理與優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合常用的續(xù)流電路設(shè)計(jì)了快速續(xù)流與緩慢續(xù)流兩種新的續(xù)流電路,并分析了它們各自工作的原理與特點(diǎn),提出了快慢續(xù)流方式自調(diào)整的續(xù)流控制新思路,提出了交替續(xù)流控制新方法,并說明了交替續(xù)流控制的實(shí)現(xiàn)原理和方法。細(xì)分控制與續(xù)流控制是本設(shè)計(jì)的兩個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩方面詳細(xì)的說明了控制器的設(shè)計(jì)。硬件電路設(shè)計(jì)分別從PIC16F73控制電路、D A轉(zhuǎn)換電路、PWM斬波恒流驅(qū)動(dòng)電路、邏輯電路、功率驅(qū)動(dòng)電路和電源電路這幾部分進(jìn)行分析。軟件設(shè)計(jì)在結(jié)合硬件電路的基礎(chǔ)上,分別從主程序設(shè)計(jì)和中斷程序設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行分析,其中中斷程序是實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)細(xì)分和續(xù)流控制的關(guān)鍵部分。文章最后對(duì)系統(tǒng)實(shí)物進(jìn)行了測(cè)試,分別對(duì)不同細(xì)分的單相電流波形進(jìn)行了測(cè)試和分析。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析,該設(shè)計(jì)能夠有效的降低低頻振蕩和噪音,滿足設(shè)計(jì)的要求。
【關(guān)鍵詞】：兩相混合式步進(jìn)電機(jī) 細(xì)分控制 續(xù)流控制 交替續(xù)流
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM383.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 步進(jìn)電機(jī)控制器的研究背景與意義9-10
• 1.2 步進(jìn)電機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)10-12
• 1.3 步進(jìn)電機(jī)控制方式12-14
• 1.4 論文主要工作及組織結(jié)構(gòu)安排14-15
• 1.4.1 論文的主要工作14
• 1.4.2 論文組織結(jié)構(gòu)安排14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 第二章 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)數(shù)學(xué)模型及其傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式16-26
• 2.1 兩相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理16-18
• 2.2 兩相混合式步進(jìn)電磁原理和數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.2.1 兩相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的磁鏈和電感18-19
• 2.2.2 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.3 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)21-25
• 2.3.1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)成21
• 2.3.2 步進(jìn)電機(jī)傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式21-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)與續(xù)流控制26-38
• 3.1 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)26-28
• 3.2 SPWM控制28-32
• 3.2.1 PWM控制的基本原理28-29
• 3.2.2 SPWM原理和產(chǎn)生的方法29-32
• 3.3 步進(jìn)電機(jī)常用續(xù)流方式32-35
• 3.4 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)續(xù)流控制35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析38-57
• 4.1 硬件設(shè)計(jì)38-49
• 4.1.1 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)38-39
• 4.1.2 PIC16F73單片機(jī)及其外部電路39-44
• 4.1.3 D/A轉(zhuǎn)換電路與PWM恒流斬波驅(qū)動(dòng)電路44-46
• 4.1.4 邏輯電路與功率驅(qū)動(dòng)電路46-48
• 4.1.5 電源電路48-49
• 4.2 軟件設(shè)計(jì)49-53
• 4.2.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)49-51
• 4.2.2 中斷程序設(shè)計(jì)51-53
• 4.3 實(shí)驗(yàn)分析53-55
• 4.3.1 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)物及其參數(shù)53-54
• 4.3.2 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制的電流波形圖與分析54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 總結(jié)與展望57-58
• 5.1 總結(jié)57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 致謝61-62
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果62

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