1. 研究目的与意义
随着数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高,步进电机将会在数字化制造时代发挥重大的用途。步进电机的驱动技术指的是用步进电机驱动器的驱动级来实现步进电机各相绕组的通电和断电该驱动控制技术可以显著改善步进电机综合使用性能。步进电机作为开环控制元件广泛应用于仪表仪器,电机一体化等方面,但受到自身制造工艺的限制它的步距角一般比较大且固定的。这些缺点使得步进电机应用于要求较高的场合时,只能采取闭环控制,增加了系统的复杂性,严重限制了步进电机作为优良的开环控制元件的有效作用。由于大规模可编程器件具有体积小,改动灵活性方便,性能高,功耗低,效率高的特点,完成数控部分的功能采用FPGA芯片是一种理想的解决方案。
2. 国内外研究现状分析
目前,随着电子技术,控制技术以及电动机的发展和变化,传统分类间的界面越来越模糊。步进电机的机理是基于最基本的电磁铁作用,起源于1830年至1860年。1870年前后开始以控制为目的的尝试,应用于氩弧灯的电极输送机构。我国步进电机的研究及制造起源于本世纪50年代后期。从50年代后期到60年代后期,主要是高等院校和科研机构为研究一些装置而使用或开发少量产品。70年代初期,步进电机成产和研究有所突破。除反映在驱动器的设计方面,对反应式步进电机的设计研究发展到一个较高水平。
3. 研究的基本内容与计划
根据步进电机的控制原理,系统设计采用模块化设计原则,按照现代eda工程常用的设计思路,进行功能分离按照层次设计用verilog语言实现每个模块功能,最后将所有的模块进行综合,实现系统的整体功能。波形仿真过程使用modelelsimse6.2b,综合,布局,布线,下载都通过ise9.1i完成。本系统分为分频模块,输入和显示模块,控制模块,驱动模块。
2014年1月4-11日选题
2014年1月15日填写任务书
4. 研究创新点
采用现场可编程门阵列,通过Verilog语言编程来实现四相步进电机的控制。由于Verilog HDL的灵活性,可以对FPGA器件进行灵活的编程,实现复杂的控制算法,从而提高了控制性能,而且可以降低整个系统的体积和成本,增加系统的可靠性。
