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步进电机又称脉冲电机由于不需要位置传感器或速度传感器可以在开环状态定位或同步运行,这有利于装置或设备的小型化和低成本,因而在众多的领域得到广泛的应用。随着电子技术、控制技术和新磁材料的发展和步进电机理论和工艺的日臻完善,步进电机的应用技术也越来越成熟。 细分驱动技术是一种有效改善步进电机低频特性和提高步进精度的驱动技术。广泛应用于对工况要求较高的场合,尤其在一些要求高精度、低噪音、低振动的数控应用中,细分驱动成为步进电机驱动的首选驱动技术。本文以三相反应式步进电机为实例,对细分驱动原理、细分驱动的非线性、变细分调速以及相关影响因素进行系统的研究;实现细分驱动器、调速控制、定位控制和软硬接口的设计。在此基础上,本文对细分驱动环形分配器的设计和微步距测量修正进行了创新;提出将PLD器件和ISP技术引入到细分驱动环形分配器的设计思想和错位测量和逼近修正法。 采用PLD器件和ISP技术开发步进电机细分驱动系统的数字环形分配器,通过ABEL-HDL语言编程实现硬件软化设计和逻辑重构;可对细分驱动绕组电流在系统重复修正,避免了存储器的反复拔插。 错位测量与逼近修正方法结合细分驱动的有限级离散化电流控制方式,将测量与修正有效融合的一种专用性很强的面向步进电机细分驱动的新方法,以低分辨率圆光栅替代高分辨率圆光栅,大大降低测量硬件成本。 实现多重细分和变细分调速,提高了细分驱动的灵活性和可选择性;根据整步位移无控制误差,将点位行程拆分为整步位移部分和满足定位精度的微步距位移部分,分别以不同的细分数运行同时满足点位控制的速度与精度要求。 从步进频率和阶梯波频率两个方面对细分驱动系统的调速域值进行了分析,得出调速域值受两方面综合影响,而且最终结果取两者中域值范围较小者。