基于DSP的混合式步进电机驱动器的研究

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步进电机由于其定位精度高、无位置累积误差,驱动电流小、功耗低、效率高、无刷,驱动器成本低的显著特点,如今已经在诸多生活和工业领域中得到了广泛的运用。在当代品种类型繁多的步进电机产品格局里,混合式步进电机占据着很大一块份额,这是由于混合式步进电机集合了磁阻式及永磁式两种步进电机的优点。本文介绍了一种基于DSP的两相混合式步进电机的驱动器。本系统采用TMS320F28035控制器作为核心控制器件,利用下桥臂电阻进行电流采样,通过混合式编码器进行转速检测,利用电流、位置的反馈和坐标变换实现对两相混合式步进电机的控制。在控制策略方面,本文介绍了两相混合式步进电机的数学模型,阐述了步进电机两种的使用最广泛的控制策略——细分控制和矢量控制。本文还通过MATLAB自带的可视化仿真工具SIMULINK对细分控制和矢量控制策略进行了仿真。本文详细的分析了两相混合式步进电机的数学模型,并以此为基础将最大转矩电流比的控制思想运用于两相混合式步进电机的矢量控制里。本文还研究了适用于两相全桥逆变器拓扑的两相SVPWM调制原理,并设计了下桥臂电阻采样与电流重构策略。仿真结果表明,SVPWM控制策略、电流重构策略与两种控制方式是可行的。最后,选择了专门面向电机控制的TMS320F28035型号DSP芯片作为控制芯片,设计了两相混合式步进电机全数字驱动器的硬件系统,并完成了驱动器的软件模块的设计,最后的实验结果说明,本次驱动器设计方案是可行的。
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