基于电流跟踪型PWM技术的数字式步进电机细分驱动技术

介绍基于电流矢量恒幅均匀旋转原理的步进电机细分驱动技术。设计基于TMS320F2812的步进电机细分驱动系统硬件电路,其利用电流跟踪型PWM技术产生用于细分各相电流的正弦阶梯波;通过软件改变控制算法可以实现多种细分驱动控制,简化了硬件结构,提高了控制精度,并且运行稳定。     

空间应用的两相混合式步进电动机细分电路设计

针对空间应用的两相混合式步进电动机,设计了基于FPGA的电流细分电路,电路的设计采用了矢量恒幅均匀旋转细分法以及恒流斩波驱动技术,形成多个稳定的中间电流状态,以实现将一个步距角细分成若干步的功能。实验结果表明,该细分电路可以有效地提高步进电动机转动平稳性,尤其可以很好地改善步进电动机的低频振荡现象。     

基于PIC18F2331的步进电动机细分驱动电路设计

设计的混合式步进电机细分驱动电路，以单片机PIC18F2331、D／A转换器及驱动器UC3770A等元件构成步进电机硬件驱动电路。设计采用电流矢量恒幅均匀旋转的细分方法，即分别给两相绕组通以正、余弦变化的电流，使合成的电流矢量恒幅均匀旋转，从而实现步进电机步距的均匀细分。该驱动器电路结构简单、性能优良、可靠性高，具有较好的实用价值。     

基于单片机的步进电机细分驱动器设计

在对步进电机细分驱动技术和控制环节研究的基础上,提出了基于电流矢量恒幅均匀旋转和电流追踪型脉宽调制技术,实现三相混合式步进电机细分驱动器设计.对整个系统的架构及硬件电路和驱动软件的实现都做了详细介绍,通过试验对该系统的可靠性和步进精度进行了测试.试验结果表明该系统能够满足用户的定位精度要求,有效抑制了运行噪声和机械振动.同时由于该系统实现了恒力矩细分驱动,从而提高了系统的可靠性,降低了成本,具有较强的实用性.     

基于MSP430的步进电动机细分驱动控制系统

介绍了基于MSP430F149单片机控制的步进电动机的细分驱动系统,利用电流合成矢量的旋转法实现了恒流驱动的高精度细分方案,通过选择步进电动机相绕组细分电流波形,使步进电动机的细分技术达到了高精度细分的水平。运行结果表明该系统运行平稳、噪声小、功耗低、可靠性好等优点。     

基于TMS320F2812的步进电动机任意可变细分控制系统研究

介绍了一个以TMS320F2812为控制核心、采用电流矢量恒幅均匀旋转技术实现对三相混合式步进电机的全数字细分控制系统;分析了细分驱动原理,并对细分的实现方法做了改进,以实现任意可变细分.实验结果表明,系统具有良好的性能和较好的灵活性.     

空间应用的两相混合式步进电动机伺服控制器

针对空间应用指向机构的两相混合式步进电动机,设计了一种基于FPGA数字控制器,采用旋转变压器的增量式位置闭环的方法,以MOSFET专用驱动集成电路构成的H桥驱动电路的控制系统方案。该系统根据合成电流矢量恒幅均匀旋转细分法,采用SPWM技术和位置反馈闭环控制方法,使步进电动机形成均匀的圆形旋转合成磁场,实现细分驱动的功能。实验结果表明该控制器设计方案合理,结构简单、功耗低、动态性能好,较传统的单片H桥驱动芯片,热耗分布均匀,解决了空间散热问题;并通过选用空间抗辐照器件,使之适用于空间指向机构控制。     

二相混合式步进电机SPWM细分驱动器的FPGA设计

设计了基于SWM的二相混合式步进电机细分驱动器,采用现场可编程逻辑门列阵(FPGA)来实现步进电机的细分控制。采用电流矢量恒幅均匀旋转细分法来实现步进电机恒转矩细分,并利用脉宽调制(PWM)技术来控制步进电机励磁电流。测试表明,该细分驱动器工作稳定,有效克服了二相混合式步进电机的低频振动和高频失步等缺点,提高了步进电机运行性能,有较好的实用价值。     

多边形逼近的步进电动机细分控制研究

为了实现步进电动机平稳运行，该文基于圆的多边形逼近，导出了步进电动机恒力矩细分驱动时各相电流值的递推公式，实现绕组电流的实时计算控制。文中给出了其细分控制原理及实现方法。     

电脑绣花机用混合式步进电动机PWM细分驱动设计与应用研究

介绍了为满足电脑绣花机电控系统中两相混合式步进电机低速时运行平滑、定位精确的高性能要求而设计的一种细分驱动器.细分驱动器基于PIC16F914单片机,根据合成电流矢量恒幅均匀旋转原理,采取PWM技术和瞬时电流闭环跟踪控制策略而设计.试验结果表明此细分驱动器达到了控制要求,具有实际意义和应用价值.     

导弹自动定向系统中步进电机高精度细分方法和零漂抑制研究

介绍了一种利用步进电机来实现导弹自动化定向的技术方案。导弹定向精度要求在几秒以内,而步进电机整步距角一般在1°左右,因此,对步进电机步距角进行高分辨率细分十分关键。一般的细分方法只改变某一相的电流,致使电流合成矢量的幅值是不断变化的,从而引起滞后角的变化,这种变化在超高分辨率细分的情况下就会湮没掉细分角,使细分失去意义。经过一般细分方法细分后的步进电机微步距角有20多s,显然不能满足要求。为此,系统采用电流矢量恒幅均匀旋转方法,消除了滞后角变化对细分数的限制,确保了步进电机高精度细分的实现;通过改进电流取样方式,克服了传统方法中采用半导体器件带来的行严重温漂问题,使导弹定向系统实现了开机无零漂。     

Vector Control Specialized for Switched Reluctance Motor Drives

This paper proposes vector control specialized for a switched reluctance motor (SRM) drive. Because it is a unipolar drive, a sinusoidal current with a dc offset is applied to each circuit instead of the conventional trapezoidal current. The current consists of dc and ac components which can be identified by their generation of a (virtual) rotor flux and rotating stator magnetic field, respectively. Thus, the vector control system can be developed in the same way as conventional ac machines. The proposed technique provides new mathematical models of SRMs on a rotating reference frame and achieves precise and fast torque response and advanced operations such as linear torque‐current control and maximum‐torque‐per‐ampere control. The vector control theory was verified through simulations and experiments.     

改进型永磁同步电机有限控制集模型预测速度控制

永磁同步电机传统有限集模型预测速度控制策略中电压矢量方向固定,可选矢量范围具有一定局限性,输出电压的突然变化,会导致电流纹波较大。因此,提出了一种基于电压细分的有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)直接速度控制策略。所提策略在FCS-MPC方案中引入了一组具有可调振幅和可移动原点特征的有限电压细分矢量作为候选电压,同时为了获得更准确的电流预测,使用了双线性变换(即Tustin变换)积分近似。该控制器能够预测未来电流和速度,并使用脉宽调制输出最佳细分电压。采用两电平三相逆变器驱动的永磁同步电机进行仿真验证结果表明,与传统的FCS-MPC方案相比,所提策略有效地减小了电流纹波,拓宽了电压矢量选择的范围,同时提高了电机鲁棒性。     

Sensorless IFOC of induction motor with current regulators incurrent reference frame

In this paper, a new current vector control method combined with an indirect-field-orientation feedforward algorithm is presented for shaft-sensorless induction motor drives. The new current control technique is based on the concept that the angular speed and the magnitude of the stator current vector can be controlled by two stator voltage components relative to the stator current vector. In the proposed solution, the current regulators are rotating together with the stator current vector. The new topology drive has improved low-speed performance compared to the conventional solutions     

基于输出电压扰动的自调整死区补偿及零低速优化策略研究

在传统死区补偿方式基础上,提出一种根据输出电压矢量幅值调整死区时间的补偿策略,在同步旋转坐标系下,通过调整输出电压矢量幅值和参考电压矢量幅值之间的扰动电压,获得最终的死区补偿时间,能够明显改善电流过流点时补偿不合理的现象;针对感应电机零低速控制稳定性和保证大负载转矩输出能力的问题,提出根据转矩电流反馈值实时调整死区补偿值的控制策略,既保证感应电机控制的稳定性,又保证了大转矩输出能力。通过仿真和台架试验验证控制策略的有效性。     

基于反熔丝FPGA的纯开环星载步进电机驱动器设计

为了提高运动机构的稳定度,步进电机驱动控制通常采用电流细分的方法,从而将一个步距角分解成若干小步。实现步进电机电流细分驱动通常的方法是将电流闭环引入到驱动控制电路中,由此增加电流采样、比较等软硬件功能模块的同时也增加了单机的复杂度,削弱了步进电机本质上开环驱动的优势。为了提高宇航型号步进电机驱动控制器单机的可靠度,提出了一种基于反熔丝FPGA的纯开环驱动方案,通过预置占空比的方式,在不引入电流闭环的前提下实现步进电机电流细分。通过样机调试,验证了设计的有效性,为后续工程研制提供参考。     

步进电动机微步距线性调整及优化研究

基于电流矢量恒幅均匀旋转的步进电机细分技术,提出了线性调节微步距角的方案,给出了详细的分析过程及实现方法,并对提出的方案进行了仿真分析,同时讨论了一种优化存储表格的方法。