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关于步进电机细分问题,大伙帮忙看看我的理解正确么?

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楼主
foxpro2005|  楼主 | 2013-11-8 18:50 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
这几天在折腾步进电机,准备用STM32F103RCT6 + L6219 来驱动24BYJ24小电机。看了不少的帖子, 但关于这些方面真正讲清楚几乎很少(呵呵,也或许是我暂时没找到...)

以前学习步进电机时,一直对细分很比较模糊,今天算是弄清了细分的实质。我的理解如下,大伙帮忙看看是否正确(欢迎拍砖, 记得轻点儿哦...~^|^~):

1. 细分说穿了就是对电机驱动电流的控制(Ia, Ib),从而改变了定子绕组的合成磁力。

原本(没有细分前)从第1步(拍) 走到 第2步(拍),步距角假设是60度, 当相脉冲来的时候, 一下子就跨过去了(走了1拍),但这个步子迈得比较大,会导致电机运行不平稳,有抖动,并且精度也可能达不到控制要求。

所以,就有了细分的出现,把原本跨一大步, 变成由走N(如:64 等)小步(微步)来完成, 也就是 60度/64=0.9375度。这样每次走的步子小了,电机运行平稳了,精度也有所提高了。

为了使细分的步距角均匀等分,定子合成磁力必须按照某一规律递增(或递减)变化,然而定子合成磁力的变化跟定子绕组的驱动电流并非成线性关系, 而是成正(余)弦规律变化的。

2. 步进电机驱动芯片的控制
由于大多数驱动芯片驱动电流的控制是通过:参考电压(Vref)(如L6219)或直接PWM方式(如L6225)。
参考电压->说白了,也相当于是PWM(配上DAC)。

有了上以的原理,就可以知道细分表,正弦表、余弦表是怎么来的了。
比如:步距角: 从0 ~ 60度, 64细分, 那么就是以0.9375度为步进值 进行递增,然后分别算出正弦值、余弦值。
在Excel算很方便的,要注意了Excel中计算的是弧度,记得要把它换算成弧度的再计算sin哦!!

另外,还要把60度按90度的计算方式来计算。 = sin( 实际角度 * (90/60) * PI()/180)
最后,再将正、余弦值 乘上 你的 PWM(占空比控制寄存器) 最大幅值,这个正、余弦细分表就得到了。
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在应用中,控制读取细分表来更新PWM寄存器的间隔时间长短,也就改变了电机的速度。
在这里我有几个问题:
1. 如果更新的间隔时间稍微偏长, 电机运行可能会一走一停(电机一旦执行完成微步后就会停下来),就不能连续运行。 是吧?
2. 如果更新的间隔时间的最快时间,应该是PWM周期 时间吧?每个PWM周期都会变化。这个更新间隔的时间最快是不是有什么要求?
沙发
zhaoxinzxzx| | 2013-11-8 20:54 | 只看该作者
楼主讨论的是伺服电机吧,好象不是步进电机!
维基上对步进电机的定义:
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%AD%A5%E9%80%B2%E9%A6%AC%E9%81%94

如果是伺服电机,你说的第一种情况应该能运行,但是效率应该非常低,输出力矩也非常小。实际控制的时候是要每个PWM周期都会变化,要用算法来控制。PWM的要求是根据应用和电机来定的!

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板凳
huzi2099| | 2013-11-8 21:37 | 只看该作者
如果细分度无穷大,正弦表值和幅值乘积相等.
楼主的理解有偏差,建议你看看spwm的有关资料.

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地板
foxpro2005|  楼主 | 2013-11-8 22:46 | 只看该作者
zhaoxinzxzx 发表于 2013-11-8 20:54
楼主讨论的是伺服电机吧,好象不是步进电机!
维基上对步进电机的定义:
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6 ...

非常感谢你们!

TO 2楼:
是说的步进电机哦----两相四拍电机, 主要是在说细分部分的实现, 而脉冲换相没有说明,呵呵...


TO 3楼: 电流的变化是按SPWM的方式, A相、B相线圈的电流就是正弦的哦, 而不是原来步进电机中的脉冲或阶梯波...

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rouse| | 2013-12-26 19:35 | 只看该作者
楼主的步进电机程序搞好了吗?

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卡卡189| | 2014-8-21 14:22 | 只看该作者
最近也在做步进电机,有比较好的资料介绍吗?

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