畢業(yè)設(shè)計(jì)-步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-01-17 00:09本頁(yè)面
【正文】 電機(jī)運(yùn) 行方式與方向的軟件實(shí)現(xiàn) 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式是指各相繞阻循環(huán)切換通電的方式，實(shí)現(xiàn)各繞阻按一定方式輪流加電，需要一個(gè)脈沖循環(huán)分配器，這里采用軟件上的循環(huán)查表法。 循環(huán)查表法是將各相繞阻加電順序的控制代碼制成一張表，各相輸出的細(xì)分值也制成表，存在內(nèi)存區(qū)，再設(shè)置一個(gè)地址指針，正向時(shí)賦予表首址，然后地址指針依次加 l；反向時(shí)賦予表首址加上當(dāng)前步長(zhǎng)的偏移量，然后地址指針依次減 l，即可從表中輸出加電相選的代碼，通過(guò)并行接口轉(zhuǎn)換后驅(qū)動(dòng)功放管，以及各相細(xì)分值的輸出。 相序表和數(shù)值表的建立考慮兩個(gè)因素： (1)根據(jù)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行方式的要求； (2)步進(jìn)電機(jī)各相繞組與數(shù)據(jù)線連接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，實(shí)現(xiàn)同一種運(yùn)行方式，由于繞組與數(shù)據(jù)線的連接不同，可以有多種相選代碼。當(dāng)然運(yùn)行方式發(fā)生改變，相選代碼也會(huì)改變運(yùn)行方向。 軟件對(duì)消一般可使信噪比提高約 20餌。通過(guò)硬件對(duì)消，可使所關(guān)心頻段上信噪比進(jìn)一步提高。系統(tǒng)中硬件對(duì)消，主要 MH可變衰減器、移相器、小功率低噪聲放大器組成?？蓪⒈尘靶盘?hào)對(duì)消至一 60餌以下，單個(gè)頻點(diǎn)甚至可達(dá)一 80餌。但是硬件對(duì)消同時(shí)作用有效頻段較窄。 線性加正弦規(guī)律的數(shù)學(xué)模 型 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)細(xì)分控制的關(guān)鍵在于：按照什么樣的細(xì)分電流波形 (前后沿 )來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)各相繞組中的電流。采用的線性加正弦規(guī)律最接近于電機(jī)的非線性， 因 而可以實(shí)現(xiàn)步距角的等步距細(xì)分，它的數(shù)學(xué)模型如式 (1)和式 (2)所示。 上升沿： C(， 2)： z[， 2／ M]+K sin(2 zr， 2／ M) (1) 下降沿： c(， 2)=z[(M 一， 2)／ M ]+K sin(2rr (M 一， 2)／ M) (2) 式中， C為細(xì)分電流數(shù)據(jù)， M 為細(xì)分?jǐn)?shù)， 為細(xì)分步 序 數(shù) (” =0， 1， 2．．． M)， Z和 K 為常數(shù) (Z=255； 0K1， 設(shè)計(jì)中為 20／ 255)。軟件上為了節(jié)省 CPU時(shí)間，單片機(jī)輸 出的數(shù)字信號(hào) (各相細(xì)分值、相選值 )是采用即時(shí)計(jì)算方法 確定，而是預(yù)先經(jīng)過(guò) C程序計(jì)算，利用預(yù)存細(xì)分編碼的方法 存放在單片機(jī) ROM中開(kāi)辟的單元，建立數(shù)據(jù)表，通過(guò)查表形成各輸出值。 目標(biāo)寬帶 RCS掃頻測(cè)試系統(tǒng)， 目前已開(kāi)發(fā) 完畢，投入使用。圖 3給出了 F一 117型隱身 飛機(jī)縮比模型典型頻點(diǎn)測(cè)試結(jié)果?？梢钥? 出其在鼻錐方向 RCS很小，但在兩側(cè)翼方向 RCS較大。測(cè)試結(jié)果較為可信。圖中左翼方 向上，出現(xiàn)一很高尖峰，是由于在測(cè)試中， 轉(zhuǎn)臺(tái)歸零存在偏差，支架反射未能完全對(duì) 消所引起。由此可見(jiàn)支架反射完全對(duì)消是 系統(tǒng)測(cè)試中主要技術(shù)難點(diǎn)。整套系統(tǒng)操作 較為方便，精度較高，完全可滿足實(shí)驗(yàn)驗(yàn) 圖 3 F一 117縮比模型測(cè)試結(jié)果圖 證需要。實(shí)踐證明掃頻方式測(cè)試目標(biāo)寬帶 RCS方案作為理論研究的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，方案 可行。但在實(shí)際工程化中，出于實(shí)時(shí)性及 雷達(dá)作用距離等方面限制，脈沖體制具有 掃頻方式所無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)和巨大的發(fā)展 前景 。 經(jīng)過(guò)精心的調(diào)試，電路的實(shí)測(cè)最大響應(yīng)頻率可達(dá) 72． 2 kHz，比理論的低一些，是因?yàn)轫憫?yīng)中斷本身需要花一些時(shí)間。電路適用于三相電機(jī)，也可適應(yīng)二相和四相電機(jī)，細(xì)分?jǐn)?shù)可隨應(yīng)用設(shè)定。在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)為三相六拍十細(xì)分，驅(qū)動(dòng)由90BF003步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)的天文望遠(yuǎn)鏡，運(yùn)行狀態(tài)良好，性能可靠。 參考文獻(xiàn)： [1]孫興進(jìn)．步進(jìn)電機(jī)的最佳細(xì)分控制 [J]． 自動(dòng)化與儀器儀表， 2022， (1)： 33— 35． [2]王有緒． PIC系列單片機(jī)接口技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2022． [3]彭樹(shù)生． PIC單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022． [4]余永權(quán)．單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的功率接口技術(shù) [M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1994．
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