简介步进电机是一种将电脉冲转换为角位移的执行器，主要优点是定位精度高，位置累积无误差。闭环控制系统相比，其独特的开环机制可以降低系统成本并提高其可靠性，这就是为什么它被广泛应用于需要高精度的运动控制系统，如作为机器人，打印机和软盘驱动器。示踪剂和机械阀门控制器。前，步进电机主要由环形脉冲分配器控制，该环形脉冲分配器由分散装置，软件环形脉冲分配器和集成芯片环形脉冲分配器组成。业。分散装置组成的圆形脉冲分配器相对笨重且不可靠：环形软件分配器的运行速度降低：专用于芯片的集成环形脉冲分配器具有高集成度和良好的可靠性但适应性低，开发周期长，成本低。西门子7-200是一款小型可编程控制器，功能强大，能够在独立模式下执行复杂的控制功能并连接到网络，并提供极高的性价比。
文档使用S7.200作为主控制器，并通过其生成的脉冲定位和实时定位系统来执行步进电机的控制。控制器不仅可以改善强振动和低速步进电机噪声的缺点，还可以克服步进电机在自然振荡频率和输出转矩附近旋转时的共振现象。着步进电机的旋转速度增加。度和跌落的缺点可以显着提高步进电机的性能并扩大步进电机的范围。
进电机控制步进电机是一种数字控制电机，与其他类型的控制电机不同。主要特点是通过输入脉冲信号来控制它，也就是说，电机的总旋转角度由输入脉冲的数量和电机的旋转速度决定。定脉冲信号的频率。步进驱动器接收到脉冲信号时，它驱动步进电机以限定方向以固定角度（称为“俯仰角”）旋转。动机旋转的同时，速度和加速度可以通过控制脉冲的频率进行控制：所述角位移可以通过控制脉冲的数量，从而达到准确定位的目的来控制，从而允许调整速度。途。进电机可分为无功步进电机（vR），永磁步进电机（PM）和混合式步进电机（HB）。进电机控制电路根据控制信号操作，控制信号由相应的控制器产生，以控制开关顺序和电源开关。过程称为“脉冲分配”。如，四相步进电机只有一个四次操作模式，每相的相序是A-B，C-D。电控制脉冲应严格按照该顺序控制A，B，C和D相的接通和断开，以控制步进电机的方向。果对于给定的操作模式激活正切换，则步进电机向前旋转，如果以相反的顺序反转切换，则电机反转。步进电机接收到命令脉冲时，它执行一步：它接收另一个，然后接收另一个。个脉冲之间的间隔越短，步进电机旋转得越快。过调节控制器发出的脉冲频率，可以调节步进电机。制系统功能完成步进电机的启动，加速，减速和平稳停止，这是控制系统执行的第一项功能。s7-200中，支持PT00 / PT01高速输出端口的线性加速/减速，使用MicroWin Assistant非常容易实现。宴会上，在目前的情况下，线性加速/减速只能使用助手产生的程序，西门子不公开可以独立使用的指令。置控制功能位置控制，调整和控制操作之间存在一些差异。进电机不需要连续的位置控制，广泛用于控制操作。助于由CPU 214产生的集成脉冲输出和定位控制系统，确定相对于轴的固定参考点，并且通过双重代码给予CPU定位角度。入字节的大小，根据程序的代码计算。出所需定位步骤的数量，然后CPU输出相应数量的控制脉冲，并由步进电机执行相对定位控制。流恒流转矩细分驱动方式的功能表明有不同的步进电机驱动方式，如恒压和恒流。
而，这些方法存在一定的缺陷，特别是当振动在低速时很重要时，噪声很重要，并且当它接近步进电机的固有振荡频率时很容易产生共振，并且随着步进电机的转速增加，输出转矩减小。等。了修改上述缺陷，本文件采用具有可调标称电流的等角恒定转矩分配方案。方案的主要优点是：小俯仰角，高分辨率，提高电机定位精度，启动性能和高频输出扭矩，弱化或抑制低频步进电机振动，减少步进电机在共振区工作的概率。般调光器仅修改相应绕组中的一部分电流。机的合成磁势仅为俯仰角的一部分。组电流不是波正方形，但是阶梯波。称电流分几步输入或切断，如图所示。出了图1。到的矢量幅度不断变化，输出转矩不断变化，导致偏移角度不断变化。分割数大且微步进的角度非常小，偏置角位移差大于微步进所需细分的角度大，从而使细分是无意义。据该分析，建立数学关系，同时修改两相电流，同时修改数学关系，使复合矢量的幅度在变化过程中始终保持恒定。立一种具有可调标称电流的等角恒转矩细分驱动方法，以消除由力距离的恒定变化引起的等待角问题。合成矢量的幅度的数学模型仍然是相同的：当i = Icosx，如果I =（其中Im是额定电流，I为实际相电流，x由细分数目确定）和矢量复合材料。始终是圆的半径，即恒定力的距离;相同的角度意味着该合成力臂的角度始终是相同的：在额定电流是可调节的，以满足不同套的发动机的要求：分为额定电流（如在图2a和2b所示的子分割）。制器设计在正常情况下，步进电机驱动系统由三部分组成：控制电路，控制电路和步进电机，如图3a所示。3b是步进电机控制电路的硬件连接的框图。图中，Ii.0，Ii.1和11.5是输入控制信号的端子：CL0.0和Q0.1是两个高速脉冲，它们分别负责驱动电动机打开。位和停止控制。制电路控制电路用于产生脉冲以控制电动机的速度和方向。此设计中，SIMATIC $ 7-200 CPU-214 PLC L6j用作主控制组件。s7-200PLC的CPU214具有两个脉冲输出，可用于产生控制步进电机驱动器以满足控制要求的脉冲。S7-200CPU包含高速脉冲输出功能，其输出频率为ZOKHz至100 KHz，可用于驱动步进电机或伺服电机。机直接旋转负载主轴，允许执行订购过程所需的操作。动器控制电路由脉冲信号分配和功率细分驱动器组成。据控制器提供的脉冲和方向信号，为每个步进电机绕组提供正确的激活顺序，以及电机所需的高电压和高电流：各种保护措施还提供过电流和过热等。源驱动器以限定的模式将控制脉冲转换为步进电机线圈的电流，产生旋转磁场，允许转子仅以固定的步数改变位置。
续脉冲序列产生相同频率的一系列步骤。果控制频率足够高，则步进电机的旋转可以被认为是连续旋转。进电机控制信号由驱动器放大，以驱动步进电机驱动负载。进电机驱动器由S7-200PLC型号Q0.0和Q0.1的输出脉冲触发。输入端Ii.0发送“START”信号时，控制器发送固定数量的方波脉冲，使步进电机按相应的步数旋转：当终端输入I1.1发出“STOP”信号。机停止旋转：连接到输入端子11.5的方向开关的位置决定电机是向前还是向后运行。设计使用带有标准电源驱动器和相关连接电缆的步进电机。个组件模块的选择和功能归因于“等角度恒定转矩分配”驱动方法的恒定电流控制。键是精确控制电流。设备的设计基于以下条件。：d的当前值/ A转换器是接近于预期值和转换速度快，SPI端口的通信中，频率是向上所以MHz时，稳定时间被快速和单个电压被提供在同一时间，该连接是简单的：所检测到的电流可以被正确地反映当前的相电流是Hall.La传感器方法是精确的，干扰很小，并且连接很简单：比较器具有高的分辨率和转换速度快：功率管开关的控制电路是高度实时的。能确保相电流在规定电流之上和之下产生小的波动，避免过电压并破坏控制电路。$ 7-200根据接收到的脉冲信号分配脉冲信号，确定每相的上电顺序，并连接到电流检测模块的D触发器。时，根据由用户所定义的数目的当前值和细分，所述IHPS与A / d转换器进行通信，以获得设定电流值（实际上是对应于当前的电压值）。数转换器的输出值是对应于所需电流的电压值。须将其与对应于功率模块检测到的电流的电压值进行比较，并且比较结果连接到电流检测模块的触发器D.电流检测模块主要由D触发器控制，模块连接到细分集的当前DIP开关，结果值通过SPI端口传递给MCU。触发器D为核心的控制逻辑根据单片机每相的上电顺序和比较器比较结果确定每个功率管的开关。动驱动模块直接连接到电动机以驱动它。以使用八个MOS IRF740晶体管构建两个H桥双极驱动电路。件设计编程时，为了使步进电机在切换过程中平滑切换，为了避免错误的步骤，必须在每一步设置标志。下游旋转中，不仅传输标志的值受到影响，而且反转标志的值也受到影响：在反转期间也需要它。样，当切换步进电机时，前一个位置用作返回的起点，这避免了电机切换时的步进误差。进电机控制系统软件主要包括主控程序，细分驱动程序，按键处理程序，显示数据处理和显示驱动程序，以及控制程序。讯监控。分驱动器的主控制程序控制整个程序的进度，主要结束程序初始化，参考点的设置和取消，定位控制和停止/启动。擎。始化重要参数在程序的第一个循环期间初始化。择旋转方向并解锁锁定。义和取消参考点。果尚未确定参考点，则必须按“START”按钮（11.0）开始参考点曲线。CPU可以输出最大数量的控制脉冲。所需的参考点，按下“设置/取消参考点”开关后，首先调用停止电机的子程序。后，在输出Q1.0上显示新的操作模式“激活定位控制”。果开关已启用且“位置控制”也已启用，请切换到“参考点曲线”并取消“激活位置控制”（Q1.0 = 0）。外，控制器正准备发送最大数量的控制脉冲。交换机重新激活时，它会在两种模式之间切换。果在发动机运转时产生此信号，电动机将自动停止。置控制。果确定了参考点并且没有锁定，则执行相对定位控制，并且控制器从输入字节读取双代码模式设定角度。据下面的公式计算与该角度相关的脉冲数（其中N表示控制脉冲的数量，恒温阀芯表示旋转角度，s表示每转所需的步数）。止发动机。“STOP”按钮（11.1），Q0.0控制端子发出结束脉冲，随时停止电机。
论该方案用于设计步进电机驱动系统，即基于$ 7-200方法，步进电机控制器采用细分方法设计在恒定角度和额定电流下的恒定转矩下，在驱动两相或四相混合式步进电机时驱动运动。行平稳快速，噪音低，控制精度高，半步驱动完整。验后，在等角度的恒定力矩细分具有可调节的额定电流驱动器克服了步进电机的缺点与常规低速振动和电机噪声important.The保持恒定转矩的范围内的速度和提高控制精度。降低了共振的概率，具有良好的稳定性，可靠性和通用性，结构简单，性价比高。外，在驱动电路中增加光电耦合电路可以进一步提高硬件系统的抗干扰能力，并避免电机对数字电路的影响。
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