关于一体步进电机设计 三相步进驱动器精度

步进电机受电脉冲信号控制，电脉冲信号的产生、分配、放大全靠电子元器件的动作来实现。由于脉冲控制信号的驱动能力一般都很弱，因此必须有功率放大驱动电路。步进电机与控制电路、功率放大驱动电路组成一体，构成步进电机驱动系统。此种控制电路设计简单，功能大，可实现一般 步进电机的细分任务。这个系统由三部分组成: 脉冲信号产生电路、脉冲信号

此种方案即可为开环控制，也可闭环控制。开环时，其平稳性好，成本低，设计简单，但未能实现高精度细分。采用闭环控制，即能实现高精度细分，实现无级调速。闭环控制是不断直接或间接地检测转子的位置和速度，然后通过反馈和适当的处理，自动给出脉冲链，使步进电机每一步响应控制信号的命令，从而只要控制策略正确电机不可能轻易失步[1]。该方案多通过些大规模集成电路来控制其脉冲输出频率和脉冲输出数,功能相对较单一，如需改变控制方案，必须需重新设计，因此灵活性不高。

2、 基于PLC 的控制

PLC 也叫可编程控制器，是- 一种I 业上用的计算机。PLC 作为新- 一代的工业控制器，由于具有通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程简单易学和可靠性高等优点而广泛应用于各行业的自动控制系统中。步进电机控制系统有PLC、环彤分配器和功率驱动电路丝1成。控制系统采用PLC 来产生控制脉冲。通过PI.C 编程输出一定数量的方波脉冲，控制步进电机的转角进而控制伺服机构的进给量，1司时通过编程控制脉冲频率来控制步进电机的转动速度，进而控制伺服机构的进给速度。环开脉冲分配器将PIC 输出的控制脉冲按步进电机的通电顺} 字分配到相应的绕组。PLC 控制的步进电机可以采用软件环开分配器，也可采用硬件环形分配器。采用软件环形分配器占用PLC 资源较多，特别是步进电机绕组相数大于4 时，对于大型生产线应该予以考虑。采用硬件环形分配器，虽然硬件结构稍微复杂些，但可以节省PLC 资源，目前市场有多种专用芯片可以选用。步进电机功率驱动电路将PLC 输出的控制脉冲放大，达到比较大的驱动能力，来驱动步进电机。

采用软件来产生控制步进电机的环型脉冲信号，并用PLC 中的定时器来产生速度脉冲信号,这样就可以省掉专用的步进电机驱动器，降低硬件成本。但由于PLC的打描周期一般为但由于PLC的找3描周期一般为儿毫秒到几十毫秒，相应的频率只能达到几百赫兹，因此，受到PLC 工作方式的限制及其找I描周期的影响，步进电机不能在高频下工作，无法实现高速控制。并且在速度较高时，由于受到打1描周期的影

3、基于单片机的控制

采用单片机来控制步进电机，实现了软件与硬件相结合的控制方法。用软件代替环刃彡分配器，达到了对步进电机的佳控制。系统中采用单片机接口线直接去控制步进电机各相驱动线路。由于单片机的功能，还可设计大量的外围电路，键盘作为一个外部中断源，设置了步进电机正转、反转、档次、停止等功能，采用中断和查询相结合的方法来调用中断服务程序，完成对步进电机的佳控制，显示器及时显示正转、反转速度等状态。环形分配器其功能由单片机系统实现，采;用软件编程的办法实现脉冲的分配。本方案有以下优点: (1)单片机软件编程可以使复杂的控制过程实现自动控制和精确控制，避免了失步、振荡等对控制精度的影响; (2)用软件代替环形分配器，通过对单片机的设定，用同一种电路实现了多相步进电机的控制和驱动，大大提高了接口电路的灵活性和通用性; (3)单片机的功能使显示电路、键盘电路、复位电路等外围电路有机的组合，大大提高系统的交互性。

基于以上优点，本次设计采用基于单片机的控制方案。