基于单片机的步进电机细分驱动器设计 被引量：18

1

作者 陈兴文 刘燕 《电机与控制应用》 北大核心 2009年第7期30-33,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 正弦脉宽调制 混合式步进电机 细分驱动

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高精度二相混合式步进电机控制系统研究 被引量：8

2

作者 付朝阳 刘景林 常威威 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2009年第7期1276-1278,共3页

在二相混合式步进电机数学模型的基础上,针对电机低速运行时的振动和噪声过大的问题,研究了正弦脉宽调制细分驱动技术,开发出一种新型的基于单片机的多细分二相混合式步进电机驱动器。该系统主要分为数字控制部分、GAL片逻辑综合信号处... 在二相混合式步进电机数学模型的基础上,针对电机低速运行时的振动和噪声过大的问题,研究了正弦脉宽调制细分驱动技术,开发出一种新型的基于单片机的多细分二相混合式步进电机驱动器。该系统主要分为数字控制部分、GAL片逻辑综合信号处理单元、SG3525恒流控制电路、驱动功放电路、过流保护及反馈电路和系统供电电源模块等。系统采用专用集成芯片和可编程逻辑器件,以8位单片机AT89C2051为控制核心,实现恒流控制、正/反转运行、过流保护和多档位细分等功能。实验结果表明,系统硬件和软件设计合理可行,各项技术指标均达到了设计要求。 展开更多

关键词 混合式步进电机 数学模型 细分驱动 单片机

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基于主动式阻尼的混合式步进电机转速振荡抑制控制 被引量：1

3

作者 施雨 武志涛 +1 位作者 苏晓英 佟文明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2459-2469,共11页

混合式步进电机因其特殊的机械结构导致自身阻尼极小,在实际运行过程中会发生振荡过大,甚至失步的问题。为提高混合式步进电机的控制品质,提出一种基于主动式阻尼的步进电机转速振荡抑制方法。首先,将电机模型转化至同步旋转dq坐标系,... 混合式步进电机因其特殊的机械结构导致自身阻尼极小,在实际运行过程中会发生振荡过大,甚至失步的问题。为提高混合式步进电机的控制品质,提出一种基于主动式阻尼的步进电机转速振荡抑制方法。首先,将电机模型转化至同步旋转dq坐标系,将电流i_d控制恒为额定电流,利用位置误差和速度误差调节电流i_q生成瞬时转矩,抑制电机运行时存在的振荡现象。其次,为实现电机闭环反馈控制,提出一种将同步频率提取滤波器(SFF)与三阶锁相环(PLL~3rd)相结合的无传感器控制方法。SFF可以滤除反电动势信号中的高次谐波,PLL~3rd能消除转速变化过程中的稳态误差。实验证明,该方法有效抑制了步进电机运行过程中的振荡现象,提升了电机的运行品质。 展开更多

关键词 混合式步进电机 双闭环控制 主动式阻尼控制 锁相环 同步频率提取滤波器

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混合式步进电机空间矢量PWM逆变器死区补偿策略 被引量：1

4

作者 何坚 林毅鑫 +1 位作者 范贤光 许英杰 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期106-110,共5页

针对步进电机传统开环控制运行效果欠佳的问题,结合矢量控制算法对两相混合式步进电机进行控制,通过逆变器产生正弦波电流对电机进行驱动。由于步进电机气隙磁场畸变和PWM逆变器的死区效应,使步进电机的运行电流掺杂大量谐波,低速工作... 针对步进电机传统开环控制运行效果欠佳的问题,结合矢量控制算法对两相混合式步进电机进行控制,通过逆变器产生正弦波电流对电机进行驱动。由于步进电机气隙磁场畸变和PWM逆变器的死区效应,使步进电机的运行电流掺杂大量谐波,低速工作时尤为严重。为了改善电机低速运行性能、抑制谐波干扰,结合混合式步进电机矢量控制的电流环进行优化,通过自适应线性神经网络(ADALINE)算法将谐波进行提取与抑制,然后进行电流方向判断,对逆变器的输出进行补偿。实验证明,所提出的补偿策略能够有效抑制两相PWM逆变器的电流谐波,改善波形、降低电机低速运行的转矩脉动。 展开更多

关键词 混合式步进电机 自适应线性神经网 死区效应 谐波抑制

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混合式步进电机细分控制方法优化策略研究与仿真 被引量：6

5

作者 林鑫 余世明 朱建江 《机电工程》 CAS 2012年第2期196-199,共4页

针对混合式步进电机闭环控制系统的固有缺点、数学参考模型的失真、电机磁滞损耗和涡流损耗的问题,结合混合式步进电机结构原理、步进电机细分控制原理、最优控制思想和自适应控制思想,分别将最优性能指标、直接电流反馈以及有限时间参... 针对混合式步进电机闭环控制系统的固有缺点、数学参考模型的失真、电机磁滞损耗和涡流损耗的问题,结合混合式步进电机结构原理、步进电机细分控制原理、最优控制思想和自适应控制思想,分别将最优性能指标、直接电流反馈以及有限时间参考模型修正方法引入到步进电机受控系统中。在三相混合式步进电机的数学模型基础上,分别采用普通细分控制方法和基于优化思想的细分控制方法进行了Simulink仿真。研究结果表明,采用基于优化思想的细分控制方法,可以较好地提高电机的控制性能。 展开更多

关键词 混合式步进电机 HAMILTON函数 有限时间参考模型修正 直接电流反馈 最优性能指标

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混合式步进电机细分驱动原理分析 被引量：1

6

作者 李传翘 李雨陆 +1 位作者 黄辉 罗熙 《微特电机》 2023年第6期62-64,共3页

针对一些电机方面书籍描述混合式步进电机细分驱动原理中存在的问题,通过磁动势计算分析,得出混合式步进电机的阶梯波电流细分驱动不是一些书籍上描述的等幅匀速旋转磁场。提出按正弦波规律采样的细分驱动可以得到等幅匀速的旋转磁场,... 针对一些电机方面书籍描述混合式步进电机细分驱动原理中存在的问题,通过磁动势计算分析,得出混合式步进电机的阶梯波电流细分驱动不是一些书籍上描述的等幅匀速旋转磁场。提出按正弦波规律采样的细分驱动可以得到等幅匀速的旋转磁场,指出步进电机细分驱动的本质原理是来源于交流电机的原理,空间完全对称且绕组参数都相同的交流电机绕组,通过时间相位差和其余参数都相等的正弦波电流驱动时,其合成磁场是一个圆形旋转磁场。 展开更多

关键词 混合式步进电机 细分驱动 正弦波驱动电流

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混合式直线步进电动机控制技术 被引量：2

7

作者 马瑞卿 刘卫国 +1 位作者 窦满锋 陈新 《微电机》 北大核心 2006年第3期41-43,80,共4页

介绍了一种航空放油阀用混合式直线步进电动机驱动控制系统。分析了电机的工作原理,并对电机的末端冲击、平稳运行等关键技术进行了研究,给出了单片机及其细分控制电路和末端降速控制方法。试验结果表明:该电机可作为直线阀门的直接驱... 介绍了一种航空放油阀用混合式直线步进电动机驱动控制系统。分析了电机的工作原理,并对电机的末端冲击、平稳运行等关键技术进行了研究,给出了单片机及其细分控制电路和末端降速控制方法。试验结果表明:该电机可作为直线阀门的直接驱动部件。 展开更多

关键词 直线阀门 混合式步进电动机 直线步进电动机 单片机 细分控制

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基于步进电机的工程车倾动装置模糊控制系统 被引量：3

8

作者 兰建武 周凤星 +1 位作者 郭航宇 李志千 《自动化与仪表》 北大核心 2011年第10期23-26,共4页

在针对工程车上对倾动装置的高精度易操作的要求,开发出了一种基于两相混合式步进电机的高精度自调整模糊控制系统。为提高系统的定位精度,设计出了一种基于D/A转换器、集成脉宽调制控制芯片SG3525和GAL20V8等器件的步进电机斩波恒流细... 在针对工程车上对倾动装置的高精度易操作的要求,开发出了一种基于两相混合式步进电机的高精度自调整模糊控制系统。为提高系统的定位精度,设计出了一种基于D/A转换器、集成脉宽调制控制芯片SG3525和GAL20V8等器件的步进电机斩波恒流细分驱动系统。并将模糊推理机制和常规PID控制结合起来,优化了驱动系统的控制参数及控制性能。为改善电机转动的平稳性,采用了抛物线升降频法对电机速度进行调节。整个系统定位精确,性能稳定,安全可靠。 展开更多

关键词 混合式步进电机 单片机 斩波恒流 模糊PI D控制 升降频

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两相步进电机控制策略及系统构建 被引量：2

9

作者 郑重 《兵工自动化》 2011年第6期65-67,共3页

为满足电脑绣花机控制系统中两相混合式步进电机低速时运行平稳及定位精确的控制性能要求,提出步进电机两相驱动方案及其恒力矩均匀细分相电流控制策略。以高性能微处理器PIC16F877为核心,结合DAC0832转换器芯片及双极性驱动器NJM3777,... 为满足电脑绣花机控制系统中两相混合式步进电机低速时运行平稳及定位精确的控制性能要求,提出步进电机两相驱动方案及其恒力矩均匀细分相电流控制策略。以高性能微处理器PIC16F877为核心,结合DAC0832转换器芯片及双极性驱动器NJM3777,构建步进电机细分驱动控制系统。比较结果表明,该方法步进电机步矩分辨率较高,低速时运行平稳,转矩脉动小,系统运行噪音低。 展开更多

关键词 电脑绣花机 混合式步进电机 恒力矩 细分驱动 恒流斩波

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两相混合式步进电动机恒流细分驱动控制仿真研究 被引量：1

10

作者 戚振亚 秦倩倩 +1 位作者 王立英 吕强 《微特电机》 2022年第9期48-52,共5页

根据两相混合式步进电动机恒流细分控制数学模型,搭建了基于MATLAB/Simulink的驱动仿真模型,仿真分析了不同细分数下电机转速和电磁转矩。结果表明,细分数越大,电机转速和电磁转矩幅值波动越小,电机运行越平稳。搭建了步进电机测试平台... 根据两相混合式步进电动机恒流细分控制数学模型,搭建了基于MATLAB/Simulink的驱动仿真模型,仿真分析了不同细分数下电机转速和电磁转矩。结果表明,细分数越大,电机转速和电磁转矩幅值波动越小,电机运行越平稳。搭建了步进电机测试平台,测试结果与仿真一致。 展开更多

关键词 混合式步进电机 MATLAB/SIMULINK 恒流细分

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步进电动机细分电流的优化控制 被引量：1

11

作者 赵莉 张东生 《陕西工学院学报》 2003年第3期18-21,共4页

　依据混合式步进电机的细分电流控制原理,针对细分控制中的缺陷,分析出步进电机高速运转时电流不能快速达到稳定状态是影响系统动态性能的主要原因,提出一种闭环的优化细分控制方法。实验验证,这种方法有效地提高了系统性能。

关键词 混合式步进电机 细分控制 牵出转矩

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两相混合式步进电机减小齿槽转矩的方法 被引量：2

12

作者 杨通 肖跃华 +2 位作者 贾博 郝永勤 谭映戈 《导航与控制》 2015年第4期8-14,共7页

为提高混合式步进电机的位置和速度控制精度,需要减小电机的齿槽转矩。本文推导了两相混合式步进电机定转子等齿距和不等齿距时齿槽转矩的解析表达式,提出了通过微调定子齿距为最优角度的错齿方法,能够消除气隙磁导4次谐波产生的转矩分... 为提高混合式步进电机的位置和速度控制精度,需要减小电机的齿槽转矩。本文推导了两相混合式步进电机定转子等齿距和不等齿距时齿槽转矩的解析表达式,提出了通过微调定子齿距为最优角度的错齿方法,能够消除气隙磁导4次谐波产生的转矩分量,从而减小电机的齿槽转矩。设计了3台不同定子齿距的样机,对齿槽转矩和保持转矩分别进行了二维有限元计算和试验测试,结果表明,通过定子错齿方法,能够明显减小齿槽转矩,使矩角特性的波形接近正弦波。 展开更多

关键词 混合式步进电机 齿槽转矩 定子错齿 矩角特性

原文传递

混合式步进电机自定位转矩的二维有限元仿真设计研究

13

作者 陈薇薇 郭默佳 张洪岩 《微特电机》 2022年第8期23-26,30,共5页

自定位转矩是混合式步进电机一项非常重要的性能指标,现有的利用气隙比磁导法和齿槽比磁导法等磁路计算方法运算速度快,但精度较低,尤其是在磁路发生严重饱和的情况下该方法难以准确计算。本文以磁通不变为原则,对混合式步进电机模型进... 自定位转矩是混合式步进电机一项非常重要的性能指标,现有的利用气隙比磁导法和齿槽比磁导法等磁路计算方法运算速度快,但精度较低,尤其是在磁路发生严重饱和的情况下该方法难以准确计算。本文以磁通不变为原则,对混合式步进电机模型进行等效变换,提出了一种等效二维有限元模型,将三维磁路转化为二维平面磁路,该模型具有较高的计算精度,同时对网格剖分的要求较低。利用等效计算方法,对电机参数进行等效变换,且对不同步距角、不同气隙的结构形式电机模型进行仿真、比较,得到不同的自定位转矩方案,分析不同设计参数情况下的仿真结果。研制了两台步距角分别为0.9°和1.8°的混合式步进电机样机,进行了试验研究,测试结果与仿真计算结果一致性较好,验证了该等效变换方法的可行性和准确性。 展开更多

关键词 混合式步进电机 等效变换 自定位转矩 有限元仿真

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步进电动机控制系统上位机程序设计

14

作者 宋受俊 刘卫国 《微特电机》 北大核心 2008年第4期3-5,31,共4页

从整体上简要介绍了步进电动机控制系统的结构及功能特点;详细介绍了上位机软件的功能及实现方法。所设计的控制程序具有友好的人机交互特性,可设定多种运行模式,可实时显示系统运行状态,且可应用于需要复杂控制算法及控制功能的使用场合。

关键词 混合式步进电动机 微型计算机 MCS-51单片机 VISUAL Basic MSCOMM控件

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步进电动机微步驱动技术进展研究

15

作者 廖驹 马文超 《微特电机》 2022年第12期63-67,共5页

混合式步进电动机通过微步驱动技术实现了更小的步进角度,转动时更加平稳,改善了动态响应能力,提高了系统的控制精度和稳定性。实现微步的驱动电路系统,需要解决高细分时正余弦电流控制、电流衰减控制以及步进速率控制等关键问题,不同... 混合式步进电动机通过微步驱动技术实现了更小的步进角度,转动时更加平稳,改善了动态响应能力,提高了系统的控制精度和稳定性。实现微步的驱动电路系统,需要解决高细分时正余弦电流控制、电流衰减控制以及步进速率控制等关键问题,不同功能集成度的芯片给微步驱动系统的设计带来不一样的驱动性能和调优难度。对步进电动机的微步原理、驱动系统主要功能模块、典型技术实现方案以及更全功能集成芯片的分析研究,为开发更高性能和经济性的微步驱动系统提供参考。 展开更多

关键词 混合式步进电动机 微步驱动 电流衰减 步进速率控制

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消防机器人用中空两相混合式步进电动机设计 被引量：1

16

作者 刘涛 《微特电机》 2019年第11期12-14,共3页

介绍了一种中空两相混合式步进电动机的设计,产品用于消防机器人的喷水转向系统中。电动机采用了扁平盘式结构设计,确保电机在有限体积下的输出力矩要求;采用特殊的中空转轴结构设计,保证水流通行;同时采用两关节联动设计,确保喷水系统... 介绍了一种中空两相混合式步进电动机的设计,产品用于消防机器人的喷水转向系统中。电动机采用了扁平盘式结构设计,确保电机在有限体积下的输出力矩要求;采用特殊的中空转轴结构设计,保证水流通行;同时采用两关节联动设计,确保喷水系统的准确定位。 展开更多

关键词 混合式步进电动机 消防机器人 中空转轴 关节联动

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基于Maxwell的混合式步进电机的仿真设计和结构分析 被引量：1

17

作者 贾博 丁亚军 杨通 《导航与控制》 2016年第3期78-82,共5页

介绍了一种太阳能帆板驱动系统用混合式步进电机的设计和仿真方法,采用该方法得到了混合式步进电机的最佳齿形和结构数据。提出了一种等效二维有限元模型,将三维磁路转化为平面磁路,该模型有较高的仿真精度,同时对计算机的要求较低。利... 介绍了一种太阳能帆板驱动系统用混合式步进电机的设计和仿真方法,采用该方法得到了混合式步进电机的最佳齿形和结构数据。提出了一种等效二维有限元模型,将三维磁路转化为平面磁路,该模型有较高的仿真精度,同时对计算机的要求较低。利用该模型对不同的齿宽齿距比、齿宽齿高比和常用的结构形式进行比较,得出该电机的最优方案;同时,对混合式步进电机定转子不同齿距的结构进行仿真,得出其性能指标,分析不同情况的效果。 展开更多

关键词 混合式步进电机 有限元分析 保持力矩

原文传递

步进电动机细分精度自动补偿的研究

18

作者 罗东辉 《微特电机》 北大核心 2015年第6期74-76,共3页

为了减少工作时的振动和提高分辨率,步进电动机通常工作在细分运行状态。而步矩角的细分精度是细分运行的主要指标之一。首先讨论了混合式步进电动机细分运行时误差的产生原因,然后给出了对细分精度的自动补偿办法和补偿结果。

关键词 细分驱动 自动补偿 混合式步进电动机

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混合式步进电动机结构参数智能协同优化

19

作者 裘信国 杨昆 +1 位作者 孟彬 姜伟 《液压与气动》 北大核心 2021年第9期24-30,共7页

为了探究混合式步进电动机关键结构参数对其静态转矩的影响规律,找寻最优设计方案,提出一种基于正交试验、反向传播(Back Propagation,BP)神经网络和遗传算法的智能协同优化方法。通过对电机的磁路分析与ANSYS Maxwell-3D有限元仿真,讨... 为了探究混合式步进电动机关键结构参数对其静态转矩的影响规律,找寻最优设计方案,提出一种基于正交试验、反向传播(Back Propagation,BP)神经网络和遗传算法的智能协同优化方法。通过对电机的磁路分析与ANSYS Maxwell-3D有限元仿真,讨论了电机结构和运行参数对输出转矩的影响,并据此对电机的气隙g、齿宽比bt/t、齿高ht和转子壁厚hr进行协同优化,采用电机的最大静转矩Tm作为优化目标,运用智能协同优化方法得到最优解,并对优化结果进行有限元验证。结果表明:优化结果与仿真结果相近,最大静态转矩相对误差为4.8%,最优结构参数为:g=0.1 mm,bt/t=0.37,ht=0.84 mm,hr=2.5 mm。 展开更多

关键词 混合式步进电动机 有限元 正交试验 BP神经网络 遗传算法

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混合式步进电动机CAD系统设计研究

20

作者 李颖 刘景林 付朝阳 《微电机》 北大核心 2006年第8期78-80,88,共4页

将混合式步进电机的电磁计算和设计过程综合研究,采用C++Builder6.0这一功能强大的编译器,开发出基于Windows98/me/2000/xp操作平台下的混合式步进电机的CAD软件。软件系统输入方便,人机界面友好,通用性强,不仅适合混合式步进电动机电... 将混合式步进电机的电磁计算和设计过程综合研究,采用C++Builder6.0这一功能强大的编译器,开发出基于Windows98/me/2000/xp操作平台下的混合式步进电机的CAD软件。软件系统输入方便,人机界面友好,通用性强,不仅适合混合式步进电动机电磁设计,也可用于派生电机的设计。 展开更多

关键词 混合式步进电动机 CAD 电磁计算

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