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《福州大学》 2004年
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三相混合式步进电动机细分驱动系统的研究与实现

唐爱民  
【摘要】: 本文以三相混合式步进电动机数学模型为基础,推导出其转矩解析式,分析了细分驱动对于改善步进电动机运行性能的作用,论述了正弦波细分驱动可以实现等步距角、等力矩均匀细分驱动的原理。提出了通过任意均匀细分来实现任意步距角的新方法,从而打破步进电动机相数和齿数对步距角的限制,简化步进电动机及驱动器的生产格局,充分发挥机电一体化的系统效果。 基于固定开关频率型正弦电流跟踪PWM技术,采用软硬件结合的方式完成三相混合式步进电动机正弦波细分驱动系统的研制。以IGBT三相桥作为主逆变电路,对电机绕组电流按正弦规律进行电流闭环控制实现正弦波细分驱动。由于电路复杂,在印刷电路板结构设计中,考虑了功率高频调制等各种因素的影响,以增强系统的协调性和抗干扰性。 驱动系统采用微机控制,灵活方便的用软件实现正弦波均匀细分和任意步距角。同时可以将步进电动机驱动器集运动控制与驱动于一体,按照优化的加减速曲线运行来完成运动控制,从而减轻系统集成的难度。研制的驱动器用单一单片机控制平面x-y双轴步进电机,节约了成本,简化了生产设备。最后给出了完整的试验结果,包括不同细分步数下的输出电流和驱动效果等。 经现场长时间运行,该双电机驱动系统对整个数控系统运行噪音、机械振动的抑制,定位精度的提高和位置控制的协调性都具有显著的效果。
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TM383.6

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 胡昊然;张飞;林家俊;;一种实用的二相步进电机细分控制电路[J];电子技术;2008年09期
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1 段德强;动态展会沙盘的设计与研制[D];华中科技大学;2011年
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3 张国锋;落轮式轮对综合参数自动检测系统[D];西南交通大学;2005年
4 黄爱勇;静液压传动试验台的控制研究[D];南京农业大学;2007年
5 顾凤香;基于DSP的电脑绣花机运动控制系统[D];浙江工业大学;2007年
6 王金柱;基于ARM的步进电机均匀细分驱动研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
7 左德龙;静液压传动控制系统的研究[D];南京农业大学;2009年
8 刘鼎邦;两相混合步进电机细分驱动的研究[D];长沙理工大学;2012年
【参考文献】
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3 王宗培,孙宝奎,程智,任雷;论步进电动机产品的格局(统一步进电动机相数和齿数的研究)[J];电工技术学报;1999年04期
4 王宗培,赵书韬,任雷,朱东起;混合式步进电动机的研究(一)[J];电工技术杂志;1998年03期
5 王宗培,赵书韬,任雷,朱东起;混合式步进电动机的研究(二)[J];电工技术杂志;1998年04期
6 唐中燕;步进电机自动升降速闭环控制的单片机实现[J];电机电器技术;2002年02期
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【共引文献】
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4 谢杨梅;;无刷直流电动机(BLDCM)转矩脉动抑制的电流跟踪型PWM控制[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2007年01期
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7 季长路,张家钰;激光基准信标仪中CPU及其控制原理的分析与设计[J];安徽机电学院学报;2000年02期
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9 陈世民;王伟;;变频技术在中央空调系统控制中的应用[J];安装;2007年01期
10 王军邦;;变频技术在医院污水处理工程中的应用[J];安装;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马涛;李东生;;基于IP核的可编程系统芯片(SOPC)设计方法[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
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5 徐支援;;变频器在火力发电厂凝结水系统中的应用[A];华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会2004年年会论文集[C];2004年
6 刘宝志;;基于PIC16F878单片机的步进电机控制系统[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年
7 杨少东;叶云岳;范承志;;圆筒型直线永磁同步电机及其变频控制系统[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
8 王云伟;窦满峰;韩英桃;;步进电机自适应细分驱动的实现方法[A];第十一届中国小电机技术研讨会论文集[C];2006年
9 卢维奇;李琼芳;;Sn-Ag-Cu-Sb免清洗焊膏的试制与检验[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
10 黄栋梁;陈桂林;王淦泉;;Endata格式精密光学编码器的数据获取方法[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
2 王道涵;新型磁通切换型磁阻电机系统的分析、设计与控制研究[D];山东大学;2010年
3 郑宏;中压静止无功发生器系统研究[D];江苏大学;2011年
4 王小方;260kVA无源软开关辅助变流器研究[D];中南大学;2011年
5 王坚;牵引电机无速度传感器间接定子量控制研究[D];中南大学;2010年
6 宗靖国;红外成像光谱数据获取及其在场景仿真中的应用[D];西安电子科技大学;2011年
7 张军伟;异步电动机高频斩波串级调速系统模型及特性的研究[D];华北电力大学;2011年
8 李渊;兆瓦级双馈式三电平风电变流器关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
9 高圣伟;空间矢量调制直接转矩控制系统研究[D];河北工业大学;2011年
10 端木琼;wMPS系统的硬件平台优化及动态坐标测量关键技术研究[D];天津大学;2012年
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1 王立飞;基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 汪鹏飞;基于DSP的铜材连铸水平牵引变频调速控制系统研究[D];安徽工程大学;2010年
3 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
4 曹建;基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
5 张永臣;基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究[D];山东科技大学;2010年
6 王国帅;基于FPGA的USB接口协议及驱动技术研究[D];长春理工大学;2010年
7 张恩政;基于双频干涉的直线度及其位置测量方法研究[D];浙江理工大学;2010年
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9 孔祥伟;城市二次供水智能控制系统的研究与开发[D];郑州大学;2010年
10 史大伟;宽频调速系统设计及精度分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李海波,何雪涛;步进电机升降速的离散控制[J];北京化工大学学报(自然科学版);2003年01期
2 柯希林;黄利民;;电子沙盘的特点及其发展趋势浅析[J];测绘标准化;2000年04期
3 陈力新,王新英;基于DSP的全数字化预测电流控制系统[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2001年01期
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10 史敬灼,徐殿国,王宗培,张劲松;二相混合式步进电动机矢量控制伺服系统[J];电机与控制学报;2000年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张健;异步电动机全数字式矢量控制系统设计与仿真[D];辽宁工程技术大学;2001年
2 王潞钢;基于DSP的异步电动机SVPWM系统研究[D];广东工业大学;2002年
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10 张靖;步进电机细分驱动器的研究[D];河北农业大学;2003年
【二级引证文献】
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1 刘天豪;张学亮;胡守伟;刘桓龙;柯坚;;静液压无级变速器的联合仿真研究[J];机床与液压;2010年19期
2 廖之健;程良伦;;无拍式羽毛球自动发球机控制系统设计[J];计算技术与自动化;2010年04期
3 王文丰;高长水;;某型气象雷达方位扫描伺服系统设计[J];中国制造业信息化;2011年09期
4 吴禄慎;万露萍;李彧雯;;基于相位法的三维测量系统的相移误差分析[J];激光与红外;2012年09期
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴克元;两相混合式直线步进电机及其控制系统的研究[D];浙江大学;2011年
2 衡蜓;基于C8051F040单片机的步进电机驱动控制系统设计[D];太原科技大学;2011年
3 熊方;上引法电缆生产中牵引系统的步进电机控制[D];电子科技大学;2011年
4 李春宇;基于自适应算法的步进电机驱动系统的设计[D];东北石油大学;2011年
5 刘天豪;机液复合无级变速器的控制系统研究[D];西南交通大学;2011年
6 姚凌飞;空间运动目标姿态测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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8 潘丹丹;某电脑绣花机动力学仿真分析与减振研究[D];南京理工大学;2012年
9 刘梦薇;基于RBF神经网络的步进电机驱动控制技术研究及FPGA实现[D];湖北工业大学;2010年
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【二级参考文献】
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6 王宗培,俞德方,王英,郑大鹏;步进电动机振动特性的微机测试系统[J];电工技术杂志;1993年05期
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8 王宗培,王英,陈敏祥;步进电动机走步均匀性的新概念(轻、重步现象)[J];电工技术杂志;1994年06期
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【相似文献】
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1 冯伟;罗均;龚振邦;高同跃;;利用ADC实现步进电动机软件细分驱动的精简设计[J];微特电机;2007年01期
2 李昱;刘景林;董亮辉;;基于SOPC技术的步进电动机细分控制器设计[J];微特电机;2011年07期
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4 黄勇;彭强;;高稳定性步进电动机细分驱动控制系统的设计与实现[J];微特电机;2008年10期
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7 林伟;王振华;;基于PC机的步进电动机控制研究[J];微电机;2008年08期
8 潘海燕;潘海铭;;基于同时采样模数转换器的步进电动机细分驱动实验研究[J];微电机;2008年01期
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10 李文娜;陆锷;赵海洋;崔翠红;;基于FPGA的仪用两相步进电动机细分驱动器的设计[J];医疗卫生装备;2009年05期
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4 高国琴;王长勇;;并联机器人机构的新型滑模控制设计与实现[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第二分册)[C];2009年
5 颜闽秀;薛必春;;火焰切割机插补控制方法的实现[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
6 张长栓;;剑杆织机步进电动机驱动模块式电子选纬装置设计与开发[A];第十届陈维稷优秀论文奖论文汇编[C];2007年
7 李胜;裴翔;阮健;;数字阀控制器的设计方法研究[A];第二届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第四卷)[C];2002年
8 闻世超;乌建中;徐鸣谦;;PWM无线通信技术在工程机械上的应用[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
9 王胜涛;朱学忠;;三相混合式步进电动机驱动器设计[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
10 王云伟;窦满峰;韩英桃;;基于单片机控制的步进电机自适应细分驱动器[A];第十一届中国小电机技术研讨会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘伊婷;步进电动机质量合格率为87.5%[N];中国质量报;2007年
2 成都 解蒙;步进电动机与单片机控制(一)[N];电子报;2004年
3 成都 解蒙;步进电动机与单片机控制(二)[N];电子报;2004年
4 成都 解蒙;步进电动机与单片机控制(三)[N];电子报;2004年
5 本报记者 石珊珊;两步进电动机生产厂商登上质检总局“黑名单”[N];机电商报;2007年
6 记者 李明海 通讯员 李帆;东风仪表公司“看齐”国际水平[N];中国企业报;2006年
7 记者 李映;汽车仪表技术演绎三大趋势[N];中国电子报;2005年
8 回颖;紧贴市场需求的保健产品贴标机[N];中国包装报;2004年
9 段会珍;打破高校教师和科技工作者出书难的“瓶颈”[N];科技日报;2007年
10 ;爱克赛PB4000系列UPS[N];电脑商报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 许海平;大功率双向DC-DC变换器拓扑结构及其分析理论研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2005年
2 李云峰;铜包铝线坯高速TIG焊工艺与焊缝跟踪及熔宽控制[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐爱民;三相混合式步进电动机细分驱动系统的研究与实现[D];福州大学;2004年
2 安立宇;基于Nios Ⅱ的步进电机细分控制系统设计与研究[D];东华大学;2009年
3 王盈;步进电机的细分驱动及动态性能仿真[D];大连交通大学;2007年
4 刘鼎邦;两相混合步进电机细分驱动的研究[D];长沙理工大学;2012年
5 刘鑫;用于医疗器械的二维运动控制系统设计[D];北京交通大学;2008年
6 刁奉丽;二相混合式步进电机微步驱动技术的研究与实现[D];西安理工大学;2006年
7 居太亮;模拟源运动控制系统的研制[D];电子科技大学;2002年
8 卢华锋;嵌入式DSP在航海设备中的应用[D];武汉理工大学;2006年
9 王金柱;基于ARM的步进电机均匀细分驱动研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
10 鹿虎;教习头自动植发机结构与控制系统设计[D];青岛科技大学;2010年
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