單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)在燈光控制中的應(yīng)用

1、單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)在燈光控制中的應(yīng)用 摘要:單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)易出現(xiàn)失步、低頻振動(dòng)及易受外界 電磁干擾而影響步進(jìn)電機(jī)的正常工 作,從步進(jìn)電機(jī)本身的特性和控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等方面分析了問(wèn)題 出現(xiàn)的原因,提出了電流矢量恒幅均勻 旋轉(zhuǎn)微步驅(qū)動(dòng)的解決方案,并在舞臺(tái)燈光控制中實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電 機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行效率低;采用斬波恒流驅(qū)動(dòng)時(shí)”驅(qū)動(dòng)電壓較高,電流上升 很快，當(dāng)達(dá)到所需要的數(shù)值時(shí)，由于取樣電阻反饋控制作用， 繞組電流可以恒定在確定的數(shù)值上，而且不隨電機(jī)的轉(zhuǎn)速而變 化,從而保證在很大的頻率范圍內(nèi)電機(jī)都能輸出恒定的轉(zhuǎn)矩, 同時(shí)采用斬波恒流驅(qū)動(dòng)的另一優(yōu)點(diǎn)是減少了電機(jī)共振現(xiàn)象的發(fā) 生!由于電機(jī)共振的基本原因是能量過(guò)剩,

2、而斬波恒流動(dòng)輸入 的能量是自動(dòng)隨著繞組電流調(diào)節(jié)!能量過(guò)剩時(shí),續(xù)流時(shí)間延長(zhǎng)， 而供電時(shí)間減小，因此可減小能量的積聚PWM恒瀰區(qū)動(dòng)用數(shù) 字脈沖直接控制電流波形的占空比,比斬波恒流動(dòng)的電路更 簡(jiǎn)單,也更適合于單片機(jī)直接采用數(shù)字信號(hào)控制2 , 3 !因此 選擇采用P WM恒流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器！ 3.3加速曲線的選擇 在控制步進(jìn)電機(jī)的失步方面,步進(jìn)電機(jī)的加速曲線也非常 重要!加速的規(guī)律一般有兩種，一是按照直線規(guī)律升速，二是按 指數(shù)規(guī)律升速!按直線規(guī)律升速時(shí)加速度為恒定,因此要求步進(jìn) 電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒值!從電機(jī)本身的特性來(lái)看,在轉(zhuǎn)速不是很 高的范圍內(nèi)，輸出的轉(zhuǎn)矩可基本認(rèn)為恒定!但實(shí)際上電機(jī)轉(zhuǎn)速升 高時(shí)，由于反

3、電動(dòng)勢(shì)和繞組電感的作用，繞組電流將逐漸減少, 因此輸出轉(zhuǎn)矩將有所下降,按指數(shù)規(guī)律升速,加速度逐漸下降, 接近電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律!微機(jī)在控制步進(jìn)電機(jī)的加 速過(guò)程中,可用離散辦法來(lái)逼近理想的升降曲線！ 3.4減輕電磁干擾的措施 針對(duì)單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)電磁干擾方面主要采取 以下一些措施:在單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)回路中加入光電隔離 電路可以有效抑制電磁干擾,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；在驅(qū)動(dòng)回路 中降低45)6開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通速度，這樣可以減小產(chǎn)生電磁干擾的 強(qiáng)度，也可添加+吸收回路，抑制浪涌的產(chǎn)生;合理選擇主變 壓器的鐵芯結(jié)構(gòu),降低漏磁強(qiáng)度；另外一個(gè)比較重要的方面就 是電子線路的合理布局,控制干擾源與被干擾元件的距離和相 對(duì)方向,使敏感元件遠(yuǎn)離干擾源,不同用途的聯(lián)接線要分開(kāi), 不走平行線，一個(gè)回路的布線在中間位置相互交叉且回路左右 兩半的面積要大致相等，減少感生電勢(shì)，導(dǎo)線宜選用 屏蔽線以及合理的接地