资 源 简 介
步进电机控制系统框图如图 4 所示。
采用 FPGA 作为主控制芯片， 将控制器与驱动器的数字电路部分集成在一片 FPGA 上实现。为了控制绕组电流，在设计中引入电流跟踪型闭环反馈，反馈电流与给定的正弦电流（离散的正弦表）经过改进的比例积分 PI 调节后进行 SPWM 调制，输出 6 路 PWM 波，来控制驱动电路三个桥臂上的 6个 IGBT开通关断。如果忽略死区时间控制每个桥臂的上下半桥的两路PWM 波互补即上半桥 PWM 波为高/低电平时，下半桥 PWM 波为低/高电平。系统采用 14 位宽度 200MHz 计数器产生PWM载波，载波频率12.2KHz，电流数据全部采用14位精度进行离散化。200MHz时钟由50MHz 时钟经 PLL 倍频产生。FPGA 输出的 PWM 波经功率模块放大后，控制步进电机运行。步进电机运行状态（转速和转向）通过 LED 指示。步进电机转速是由查表速度决定的，CP 是用来决定查表频率，在细分等级一定的情况下 CP 速度越高电机转速越快。如果电机在高细分下高速旋转则 CP 脉冲频率就会很高，导致 PWM 脉宽过小，使功率模块 IGBT 控制桥臂频繁开关，其结果是开关损耗大为增加，功率模块过热。而高细分在步进电机高速旋转时其优势并不明显，所以在不影响电机运行精度的情况下，系统根据转速对细分精度在 4096、2048、1024、512、256、128、64、32 之间自动调节，使电机更加平稳可靠的运行。
