步進(jìn)電機(jī)控制中通過CAN總線通信,完成數(shù)據(jù)交換,主要包括核心控制單元、功率驅(qū)動(dòng)和保護(hù)單元、鍵盤顯示接口單元及電源幾個(gè)部分。雙MCU采用PIC16F877單片機(jī),采用2片7226和4片專用集成功率驅(qū)動(dòng)芯片L6219驅(qū)動(dòng)4路步進(jìn)電機(jī),步進(jìn)電機(jī)采用兩相混合式步進(jìn)電機(jī),額定電流為1A,固有步進(jìn)角1.8度。系統(tǒng)采用恒流斬波細(xì)分控制技術(shù)和電流反饋對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行微步細(xì)分控制。繞組電流反饋通過采樣電阻實(shí)現(xiàn)電流采樣,同時(shí)起電流保護(hù)作用。
細(xì)分控制效果取決于兩相繞組上的電流波形,只需測量采樣電阻上的相電流波形。從電機(jī)繞組實(shí)驗(yàn)電流波形來看,符合使得步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行平滑、合成磁場均勻需要的相位相差90度正弦波形,能夠使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)得到均勻細(xì)分旋轉(zhuǎn)步距。雙通道切換過程中兩相繞組電流變化波形正常,電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。
由于步進(jìn)電機(jī)的控制是采用細(xì)分控制方式,一個(gè)單片機(jī)要控制多個(gè)步進(jìn)電機(jī),采用分時(shí)控制算法,按細(xì)分電流表先輸出第一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)細(xì)分電流,接下來輸出下一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)細(xì)分電流,由于單片機(jī)的工作方式是一個(gè)大循環(huán),在無中斷情況下,大循環(huán)中所有任務(wù)安順序執(zhí)行下來,一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分電流的輸出到下一個(gè)步進(jìn)電機(jī)細(xì)分電流的輸出之間的延時(shí)時(shí)間包括所有任務(wù)的執(zhí)行延時(shí)時(shí)間和延時(shí)函數(shù)執(zhí)行時(shí)間,與無通道切換任務(wù)時(shí)相比,有通道切換任務(wù)時(shí)會(huì)增加很短延時(shí)時(shí)間,可以通過有無通道切換標(biāo)志位來判斷,是否在執(zhí)行的任務(wù)中增加了通道切換的任務(wù),如果有則減少延時(shí)函數(shù)中循環(huán)執(zhí)行NOP語句的時(shí)間,以補(bǔ)償通道切換引起的延遲,因此盡管有通道切換過程,但對(duì)于多步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制方式來說,步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行不受影響。但由于增加了雙機(jī)通信備份任務(wù),輸出到每一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的相鄰兩個(gè)細(xì)分電流之間最小延時(shí)時(shí)間增加,因而控制中對(duì)步進(jìn)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速會(huì)有所影響。
細(xì)分控制效果取決于兩相繞組上的電流波形,只需測量采樣電阻上的相電流波形。從電機(jī)繞組實(shí)驗(yàn)電流波形來看,符合使得步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行平滑、合成磁場均勻需要的相位相差90度正弦波形,能夠使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)得到均勻細(xì)分旋轉(zhuǎn)步距。雙通道切換過程中兩相繞組電流變化波形正常,電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。
由于步進(jìn)電機(jī)的控制是采用細(xì)分控制方式,一個(gè)單片機(jī)要控制多個(gè)步進(jìn)電機(jī),采用分時(shí)控制算法,按細(xì)分電流表先輸出第一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)細(xì)分電流,接下來輸出下一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)細(xì)分電流,由于單片機(jī)的工作方式是一個(gè)大循環(huán),在無中斷情況下,大循環(huán)中所有任務(wù)安順序執(zhí)行下來,一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分電流的輸出到下一個(gè)步進(jìn)電機(jī)細(xì)分電流的輸出之間的延時(shí)時(shí)間包括所有任務(wù)的執(zhí)行延時(shí)時(shí)間和延時(shí)函數(shù)執(zhí)行時(shí)間,與無通道切換任務(wù)時(shí)相比,有通道切換任務(wù)時(shí)會(huì)增加很短延時(shí)時(shí)間,可以通過有無通道切換標(biāo)志位來判斷,是否在執(zhí)行的任務(wù)中增加了通道切換的任務(wù),如果有則減少延時(shí)函數(shù)中循環(huán)執(zhí)行NOP語句的時(shí)間,以補(bǔ)償通道切換引起的延遲,因此盡管有通道切換過程,但對(duì)于多步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制方式來說,步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行不受影響。但由于增加了雙機(jī)通信備份任務(wù),輸出到每一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的相鄰兩個(gè)細(xì)分電流之間最小延時(shí)時(shí)間增加,因而控制中對(duì)步進(jìn)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速會(huì)有所影響。





