基于PSoC3芯片的步進(jìn)電機(jī)微步控制方案介紹

　　步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使之適合于精細(xì)的位置控制應(yīng)用。與直流電機(jī)相比較， 在這類應(yīng)用場(chǎng)合中，步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有：

　　●電機(jī)停止時(shí)具有保持轉(zhuǎn)矩

　　●控制簡(jiǎn)單，開環(huán)控制定位精度高且具有較高的重復(fù)定位精度

　　●不需要電刷，因而提高了電機(jī)的可靠性與使用壽命

　　●調(diào)速方便，改變輸入脈沖的頻率即可改變電機(jī)的速度

　　然而，步進(jìn)電機(jī)也具有一定的局限性。比如說電機(jī)力矩小，轉(zhuǎn)速低等。在實(shí)際應(yīng)用中，為了達(dá)到更緊密的位置控制精度和更好的性能，會(huì)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行微步細(xì)分控制。步進(jìn)電機(jī)細(xì)分技術(shù)是通過控制步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁繞組中的各相電流，使其在零電流和最大電流之間能有多個(gè)穩(wěn)定的中間狀態(tài)，其產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)矢量實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁場(chǎng)的細(xì)分，從而實(shí)現(xiàn)步距角的細(xì)分。在步進(jìn)電機(jī)微步細(xì)分控制中，要求對(duì)電流進(jìn)行閉環(huán)控制。而在 PWM 關(guān)斷時(shí)刻電流衰減的速度往往會(huì)影響控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。而靈活可調(diào)的電流衰減策略是對(duì)精密步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制系統(tǒng)的又一要求。

　　基于新一代 PSoC 芯片 CY8C3666AXI-040 的精細(xì)步進(jìn)電機(jī)控制方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩項(xiàng)混合式步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制。細(xì)分精度可以達(dá)到 128 細(xì)分。其片上強(qiáng)大的 UDB 數(shù)字模塊和精確的模擬模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的精確控制，并可以在軟件中實(shí)現(xiàn)對(duì)電流衰減進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置。

　　細(xì)分控制兩相步進(jìn)的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩決定于兩項(xiàng)勵(lì)磁電流產(chǎn)出的合成矢量磁場(chǎng)。要使電機(jī)平穩(wěn)勻速，等距角轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)鍵是使合成矢量磁場(chǎng)幅值恒定，合成磁場(chǎng)的角度變化均勻。