伺服控制・SERVO TECHN IQUE

基于

X- Y

控制平台的步进电机单片机闭环控制系统

收稿日期

: 2004- 09- 06

李颖

1

,

张伏生

1

,

张志勇

2

(1. 西安交通大学电气工程学院, 西安, 710049; 2. 西北农林科技大学, 杨凌, 712100)

摘　要

:

以步进电机

X - Y

控制平台为对象

,

利用单片机和专用控制芯片

,

控制步进电机精确的定位和正反转运

动

,

克服了常见的因高速而丢步和堵转的现象。

关键词

:

步进电动机

;

单片机

;

专用芯片

;

闭环控制

中图分类号

: TM 383. 6

　　　文献标识码

: A

　　　文章编号

: 1001- 6848 (2005) 02- 0050- 03

S ingle- Ch ip Processor C lose L oop Con troll ing System Ba sed on X- Y M ot ion Con trol P la tform

L I Y ing, ZHAN G F u- sheng

(X i’an J iao tong U n iversity, X i’an, 710049, Ch ina)

Abstract: W ith the ob ject of stepp ing X - Y con t ro l p la tfo rm , ba sed on the con t ro l theo ry of loca t ion

”

sp eed, by

u sing the sing le - ch ip p roce sso r, sp ecia l con t ro l ch ip s and toge the r w ith p rog ramm ing, the accu ra te po in t con t ro l

and roa t ing

gÙ

reve rsing of stepp ing m o to r a t m idd le and h igh sp eed is rea lized in th is a rt icle, w h ich ove rcom e s the

p henom enon of lo sing step o r b lock ing no rm a lly happ ened due to h igh sp eed.

Key words: Stepp ing M o to r; Sing le- Ch ip P roce sso r; Sp ecia l Ch ip s; C lo sed L oop Con t ro l;

0

　前　言

步进电机常应用于闭环伺服控制

[ 1 ]

, 如数控机

床、打印机、绘图仪、机器人、石英钟表等场合。 利用

单片机来控制步进电机不但灵活, 易于实现, 而且成
本低

[ 2 ]

。

步进电机实现闭环控制的基本方法是将步进电

机工作于启动停止区

[ 5 ]

, 通过改变参考脉冲的频率

来调节电机的运行速度。 步进电机的闭环控制系统

由速度环和位置环构成, 原理如图 1 所示。

图

1

　步进电动机闭环控制原理图

1

　硬件组成

系 统 由 单 片 机 R F - 910, 转 速 电 压 变 换 器

L 320, 位置调节器 L 321, 步进电机驱动器 L 322 和

执行元件 X- Y 运动控制平台组成。 其相互关系如
图 2 所示。

图

2

　步进电动机闭环控制系统硬件组成

在系统中, 如要实现 X、Y 方向两维协调运动的

定位控制, 需先将平台移至 X- Y 位置的中心 (使之
处于相对的零位) , 然后根据指令值发出正转或反转
的脉冲列, 控制步进电机或者带动负载达到指定位
置。 电动机当前的位置是根据计数器计算脉冲列来

—

0

5

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微电机　

2005

年　第

38

卷　第

2

期

(

总第

142

期

)