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1、毕业设计/论文课题名称 基于DSP的直线步进电机控制系统 的设计 院 系 机电与自动化学院 专业班级 自动化1201班 学生姓名 王笑琴 武昌首义学院基于DSP的直线步进电机控制系统的设计摘要 本文在直线步进电机的基本结构、原理与特性的基础上，着重分析两相混合式直线步进电机的结构、磁链及工作原理。根据两相混合式直线步进电机绕组的通电特点和脉冲步进控制方法，采用以DSP为核心的控制单元，以具有细分功能的两相步进电机驱动专用芯片A3977SED作为功率驱动器件，对两相混合式直线步迸电机提出了总体控制方案，并分别就控制系统技术方案、硬件电路、控制软件设计等技术内容进行了详细的分析和研究。本设计以典型
2、电机微控制器TMS320F28xx芯片为控制核心，采用反馈和开环控制相结合方式。阐述了如何利用TMS320F28xx实现电机转向、速度控制，具有较好的运行效果，可获得近似于伺服电机的性能，具有较高的性价比。关键词：直线步进电机；DSP；控制系统；TMS320F28xx Modern Design of linear stepper motor control system based on DSPAbstractOn the basis of the basic structure, principle and characteristic of linear stepping motor,
3、the structure, flux and working principle of the two phase hybrid linear stepping motor are analyzed.According to the two phase hybrid linear step into the motor winding energized characteristics and pulse step control method, with DSP as the core control unit, to two-phase step with a functional su
4、bdivision of the stepping motor drive IC A3977SED as a power drive part, the two-phase hybrid linear stepping motor proposed overall control scheme and control system technology, hardware circuit and control software design were analyzed and studied in detail by using.This design takes the typical m
5、otor micro controller TMS320F28xx chip as the control core, uses the feedback and the open loop control combination way. This paper describes how to use TMS320F28xx to achieve the motor steering and speed control, and has a good running effect. It can obtain the performance of the servo motor and ha
6、s a high performance price ratio.Key words: linear stepper motor; DSP; control system; TMS320F28xx目 录1 绪论.11.1 直线步进电机的特点及控制方式.11.2.1 直线步进电机的特点.11.2.2 直线步进电机控制系统的实现.12 两相混合式直线步进电机原理.32.1 直线步进电机简介.32.2 直线步进电机的结构及其工作原理.32.3 直线步进电机驱动电路原理分析.53 直线步进电机控制系统硬件设计.63.1 控制系统硬件组成.63.2 控制器.63.3 TMS320F28xx概述.73.4
7、 驱动器.83.5 总体设计.113.6 硬件组成.114 直线步进电机控制系统软件设计.134.1 PWM脉冲序列的产生.134.2 步进电机的控制.134.3 程序设计.145 总结.20主要参考文献.21致 谢.22绪 论1 直线步进电机的特点及控制方式1.1 直线步进电机的特点 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制器件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到
8、调速的目的。 直线步进电机，是一种将输入的电脉冲信号转换成微步直线运动驱动装置。当这种电机外加一个电脉冲时，就会直线地运动一步并准确地锁定在所希望的位置上。因为其运动形式是直线步进的，因而称为直线步进电动机。直线步进电动机可广泛地应用于各种精密设备，如自动绘图仪、计算机设备、智能仪器仪表、机器人、电子设备及各种自动化检测、控制等领域当中。1.2 直线步进电机控制系统的实现 现阶段直线步进电机的控制方式主要有：基于MCU的控制系统、基于DSP的控制系统、基于ASIC的控制系统。1.2.1 基于MCU的控制系统 现在普遍采用MCU作为电动机的控制器。MCU作为电动机的控制器使电路更简单，可以实现较复杂的控制。MCU的控制方式是由软件完成，灵活性、适应性比较好。数字控制不会出现模拟电路中经常出现的零点漂移问题，控制精度高。还可以具备人机界面，多机联网工作等特点。MCU介于IPC和PLC之间，它有较强的控制功能、低廉的成本，因此性价比较高。1.2.2 基于DSP的控制系统由于超大规模集成电路技术的迅速发展，DSP(数字信号处理器）技术在电机控制领域得到广泛应用。美国的TI和AD公司都已经研制以DSP为内核的集成电动机控制芯片，这些芯片不仅具有高速信号处理能力和数字控制功能，而且还有为电动机控制应用所必需的外围功能。在
