[1]孙磊,张得礼.基于FPGA的步进电机伺服控制系统研究[J].机械与电子,2018,(03):40-44,48.
 SUN Lei,ZHANG Deli.Research on Servo Control System of Stepper Motor Based on FPGA[J].Machinery & Electronics,2018,(03):40-44,48.
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基于FPGA的步进电机伺服控制系统研究
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《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2018年03期
页码:
40-44,48
栏目:
自动控制与检测
出版日期:
2018-03-24

文章信息/Info

Title:
Research on Servo Control System of Stepper Motor Based on FPGA
文章编号:
1001-2257(2018)03-0040-05
作者:
孙磊张得礼
(南京航空航天大学机电学院,江苏 南京 210016)
Author(s):
SUN Lei ZHANG Deli
(College of Mechanical and Electrical Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China)
关键词:
现场可编程逻辑门阵列 矢量控制 微步控制 PWM 步进电机
Keywords:
field programmable gate array vector control microstep control PWM stepper motor
分类号:
TM383
文献标志码:
A
摘要:
针对目前步进电机控制中存在的步距角大、低频震荡以及控制精度不高的问题,采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)作为主控芯片,实现对1台两相混合式步进电机的电流和速度双闭环控制。利用FPGA本身运算速度快、实时性好和编程灵活的优点,通过数字比较器同步产生多路PWM控制信号,以此来减小步进电机步距角,提高伺服系统的性能和电机运行的平稳性。最终测试结果表明,该闭环驱动技术有助于解决步进电机控制中的相关问题,具有良好的实用价值。
Abstract:
In order to solve the problems of large step angle, low frequency oscillation and low control accuracy in stepper motor control, this research used field-programmable gate array(FPGA)as the master chip to achieve double closed-loop control on the current and speed of a two-phase hybrid stepping motor. By taking advantage of fast operation, good real-time performance and flexible programming of FPGA, multiple PWM control signals were generated synchronously via the digital comparator to reduce the step angle of the stepper motor as well as improve the performance of the servo system and the stable operation of the motor. The final test results show that the closed-loop drive technology helps to solve the related problems in the stepper motor control, and has good practical value.

参考文献/References:

[1]史敬灼,徐殿国,王宗培,等.二相混合式步进电机矢量控制伺服系统[J].电机与控制学报,2000, 4(3): 136-139, 147.
[2]高晗缨,程树康,王军伟,等.两相混合式同步电机的最大转矩/电流控制[J].电机与控制学报,2003, 7(1): 5-9, 21.
[3]刘源晶,杨向宇,赵世伟.两相SVPWM技术在位置跟踪伺服系统中的应用[J].微电机,2014, 47(1): 57-60.
[4]Mutlu B R, Yaman U, Dolen M, et al. Performance evaluation of different real time motion controller topologies implemented on a FPGA[C]//International Conference on Electrical Machines and Systems(ICEMS), 2009.
[5]瞿亮.两相混合式步进电机的新型控制策略研究[D].杭州:浙江大学,2011.
[6]陈学军.混合式步进电机SPWM细分驱动控制技术的研究与实现[D].杭州:浙江工业大学,2006.
[7]陈梦,高强,蔡洪宝.多模态控制在步进电机位置伺服系统中的应用研究[J].计算机测量与控制,2016,24(11):196-200.
[8]蔡洪宝. 步进电机位置伺服系统的多模态控制策略研究[D].南京:南京理工大学,2016.
[9]李信锋.两相混合式步进电机矢量控制和位置伺服算法研究[D].深圳:深圳大学,2015.
[10]李敬一,王会彬.基于PID算法的步进电机位置控制[J].军民两用技术与产品,2015(7):55-57.
[11]王娟.步进电机智能控制系统的设计[J].机电工程技术,2013,42(6):15-17,39.
[12]马丹丹,张文超.基于CAN总线和STM32的智能步进电机驱动模块设计[J].生命科学仪器,2012,10(5):43-47.
[13]赵轶彦.步进电机的智能控制在自动聚焦中的应用研究[D].太原:太原理工大学,2008.
[14]陈志聪. 步进电机驱动控制技术及其应用设计研究[D].厦门:厦门大学,2008.

相似文献/References:

[1]包丽萍,钱俊兵.永磁直线同步电机电流环矢量控制PI参数研究[J].机械与电子,2017,(10):53.[doi:1001-2257(2017)10-0053-04]
 BAO Liping,QIAN Junbing.Research on PI Parameters of Current Loop Vector Control for Permanent Magnet Linear Synchronous Motor[J].Machinery & Electronics,2017,(03):53.[doi:1001-2257(2017)10-0053-04]
[2]陈建清,李浙昆,周浩,等.GA优化的EKF观测异步电机转速[J].机械与电子,2016,(08):44.
 CHEN Jianqing,LI Zhekun,ZHOU Hao,et al.GA-Optimized EKF for Observation of Asynchronous Motors Speed[J].Machinery & Electronics,2016,(03):44.
[3]李 奇,张文斌,刘雪扬.变速恒频风力发电机中网侧变流器的矢量控制[J].机械与电子,2015,(05):66.
 LI Qi,ZHANG Wenbin,LIU Xueyang.Vector Control of Grid-side Converter in Variable-speed Constant-frequency Wind Power Generator[J].Machinery & Electronics,2015,(03):66.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2017-11-13
作者简介:孙磊(1993-),男,山西长治人,硕士研究生,研究方向为数字化设计与制造;张得礼(1973-),男,安徽马鞍山人,副教授,研究方向为运动控制、数控技术、飞机自动化装配技术。
更新日期/Last Update: 2018-03-24