【摘 要】
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近些年,随着电机行业新兴技术的进步,电机伺服系统也得到了快速的发展。长期以来,步进电机以其控制简单、定位精度高等特点广泛应用于工业领域。传统的步进电机控制因为采用
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近些年,随着电机行业新兴技术的进步,电机伺服系统也得到了快速的发展。长期以来,步进电机以其控制简单、定位精度高等特点广泛应用于工业领域。传统的步进电机控制因为采用开环的控制方法,具有噪声大、容易振荡失步等缺点。实践证明,细分驱动技术和矢量控制技术可以有效减小电机运行过程中的失步和噪声并加强运行时的稳定性,而步进电机的数学模型与交流永磁同步电机的十分相似,所以本文将交流永磁同步电机的矢量控制方法应用到步进电机的控制系统中,并采用SVPWM和细分相结合的方法,实现了步距角的任意细分,获得了较好的控制效果。本文在分析了三相混合式步进电动机的原理和工作方式后,仿照同步电机建立了电机的数学模型并采用了id=0的矢量控制方法,使步进电动机具有和直流电机一样简单的调节特性。采用SVPWM与细分技术相结合的方法在步进电机的内部建立了圆形磁场,细分数越多,磁场越接近圆形,步进电机的控制性能也就越接近于永磁同步电机。以STM32为核心,设计了一台三相混合式步进电动机驱动器,其中包括硬件部分和软件部分。整个硬件系统包括交-直-交主回路、驱动和保护电路,此外,还包括了STM32的外围接口单元、电流检测和辅助开关电源电路等。软件系统从系统程序和功能模块等方面出发进行了设计,矢量控制和SVPWM技术是软件系统的核心内容。最后介绍了系统的实验装置并进行了实验验证,实验证明了控制理论的正确性,也证明了本文所设计的驱动系统具有良好的控制性能。
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