机器人以其耐疲劳、精度高和适应恶劣环境的能力强等优势,在外科手术领域具有得天独厚的优势.国外研究机构首先进行了这方面的研究,并取得相当骄人的成果,其产品己实现商用.国内的相关研究也已启动,南开大学机器人所承担了863计划资助课题——机器人辅助显微外科手术系统(RAMS)的研究,RAMS采用主从随动模式的系统结构.医生通过操作主手向系统发送命令,医生对主手施加的操作通过控制系统处理后在从手端输出执行,经过系统的处理,手术动作更加稳定、精确.RAMS系统相对于人的优势关键在于其精度,而系统精度的提高首先依赖于执行机构——电机的控制精度.该文以提高控制精度为目标,对步进电机的工作原理及其控制方法进行充分解析后,提出一种细分控制策略,该方法通过调节电机定子两相绕组中的电流,使之严格按照正交的正弦函数(即相位相差90度)曲线变化,达到微步驱动的目的.实现过程中,根据系统性能及安全方面的要求,我们以TI公司TMS320LF2407A DSP为核心,完成了系统的软硬件设计,主要采用PID数字控制方法,对绕组电流进行实时控制.同时,我们给出了超速封锁、细分自适应、启动时稳定回归零位等功能的详细实现方法.最后,我们以步进电机的动态特性为基础,对其加减速过程进行了深入探讨.实验结果表明,该文的设计方案较好的完成了预定目标,在提高步进电机步进精度的同时,解决了噪音、振动及不均匀步距等常见问题.