文档介绍：摘 要
步进电机具有可开环控制、无累积误差、精确定位等特性,在自动化控制领域起着举足轻重的作用。在仪用精密定位系统中,步进电机愈加显示出其优异特性。随着国民经济的发展,多步进电机的驱动控制系统是目前的主流应用,而一个系统整机性能的好坏与其驱动控制架构模式的优劣密切相关。因此,对多个步进电机的应用架构进行研究和探讨是十分必要的。
传统的步进电机驱动架构多采用集中并行式控制模式,存在实时性差等不足,本文针对此现状提出了新的步进电机应用架构——分布串行式控制架构。文中基于 STM32 系列芯片和 CAN 总线设计了分布式智能步进电机驱动控制系统,与传统集中并行式控制架构相比,分布串行式控制架构具有可靠性高、灵活性好、实时性强的突出特点。
本文对步进电机进行了相关介绍,并结合其细分驱动技术,针对仪器仪表等多步进电机的应用场合,设计了分布式智能电机驱动控制系统。主要包括上位机控制管理界面的编写、下位机主节点、子节点硬件设计以及 CAN 通信的实现。下位机通过 RS232 串口与上位机通讯,为研究方便,选取 PC 机为上位机。采用 LabWindows/CVI 编写上位机控制界面,可控制各个节点的运行,对各节点步进电机的启停、正反转、步数、细分数等进行控制。下位机各节点通过 CAN 总线实现及时地通信,且各个子节点具有智能性,主节点只需发送命令,具体控制可由子节点独立完成。各节点主控制器均采用高性能、低功耗的 STM32F103ZET6 芯片,子节点电机驱动模块选用 THB7128 高细分两相混合式步进电机专用驱动芯片,细分数最高可达 128,步进电机定位精度的提高使得系统整机性能得以完善。系统具有过流保护、短路保护等功能。
本文的目的是开发一套性能优越、操作易行、结构合理、通用性好的分布式智能步进电机驱动控制模块。测试结果表明:该系统可以达到预设指标。系统运行性能优良、可靠、稳定、灵活,系统驱动电流可调,适用于驱动 28 系列、42 系列、57 系列等多种型号的中小功率两相混合式步进电机,具有很好的研究和应用价值以及广阔的市场前景。
关键词:步进电机,细分驱动,分布串行式,STM32,CAN,LabWindows/CVI
ABSTRACT
The stepper motor with open-loop control, no accumulated error, accurate positioning, plays an important role in the automation and control systems. Instrument with a precision positioning system, the stepper motor is increasingly showing its excellent features. With the development of the national economy, the multi-stepper motor drive control system is the current mainstream applications, while a system of machine performance is closely related to the quality of its pros and cons of the drive control architecture mode. Therefore, it is very necessary to research and explore multiple stepper motor application architecture.
The traditional control of stepper motor driver architecture adopts centralized concurrency control mode, there is a lack of real - time and poor , new stepper motor application architecture is proposed for the status quo - serial distributed control architecture . The text distributed intelligent stepper motor drive control system design based on the STM32 series chip and CAN bus , serial distributed control architecture wit