某步进电机应用系统设计及其快速重复启停特性研究

摘要

步进电机是一种将电脉冲信号转换为机械角位移的数字控制电机,具有响应速度快、定位精度高和无误差积累等优点。随着步进电机驱动技术和数字控制技术的发展,步进电机在火控系统、雷达制导、红外扫描、激光探测等军事领域广泛应用。本文以二维平台为载体,设计某步进电机应用系统,根据步进电机的矩频特性曲线,研究其“快速重复启停”特性,能够提高平台的响应灵敏度,减少武器系统反应时间,对提高己方生存能力、有效摧毁来袭目标、掌握战场主动权具有重要的战略意义。
　　 步进电机应用系统包括DSP控制系统和步进电机驱动系统两部分。DSP控制系统以TMS320F2812为主控核心,包括DSP最小系统、运动控制、液晶显示、按键输入、通信和电压转换等模块;步进电机驱动系统以THB6064H芯片为驱动核心,分为电机功率驱动、光电隔离和电压转换三个模块。控制系统软件采用模块化设计,包括主程序和电机运动控制、串口通信、液晶显示及按键输入等功能模块子程序。
　　 在完成硬件和软件设计的基础上,本文对系统硬件、控制系统软件分别进行测试。此外,通过编写步进电机加减速控制算法,对步进电机进行控制、测试和反馈信息分析,研究其“快速重复启停”特性。实验结果表明步进电机应用系统各模块功能正常,系统运行良好,通过对其“快速重复启停”特性的研究,寻找到最佳加减速控制曲线,提高了电机运行时的稳定性,减少了步进电机加减速时间,缩短了整个系统的反应时间。