本文的步进电机闭环控制方法采用核步法[3]。核步法的控制思想是从简化控制系统出发,利用核步计数器对系统位置进行跟踪监视,即时发出反馈控制信号,从而完成对位置的控制。其基本原理如图1所示。单片机接收来自上位机的时序脉冲信号和方向信号,经驱动放大后送往步进电机来控制步进电机工作;步进电机带动编码器同轴旋转,由编码器检测转角度,并以脉冲的形式反馈到单片机进行核步计数;单片机根据脉冲反馈当量值与给定值进行比较,按照核步算法发出控制指令。如果发生丢步,单片机就会根据差值继续发送脉冲,把丢掉的步数补上,从而完成步进电机转动位置的闭环控制。
图1闭环控制原理示意图
3硬件设计
3.1驱动部分电路
驱动电路以步进电机驱动芯片THB6064H为核心,配合简单的外围电路实现步进电机的驱动。驱动电路如图2所示。
图2驱动电路