步进电机细分控制系统SOPC技术.docVIP

毕业设计（论文） 外文翻译 题 目 基于串口的气动打标机 的控制器设计 专 业 机械电子工程 班 级 机电子一班 学 生 付杰 指导教师 刘朝涛 重庆交通大学 2014 年 Computational Intelligence and Design, 2009. ISCID09. Second International Symposium on. IEEE, 2009, 1: 497-500. 步进电机细分控制系统基于SOPC技术 韩玺，李哲颖，王淑英 信息学院 北京联合大学 北京，中国 e-mail: xxthanxi@buu.edu.cn 牛文良 北京联合大学科学技术学院 北京，中国 e-mail: xxtwenliang@buu.edu.cn 摘要-步进电机细分控制系统是基于SOPC系统可编程芯片技术的。使用TFG(任务流图)模型,该系统是为了满足一些精密控制的要求。设计方法是基于TFG的数字信号处理算法和模型用SOPC技术实现。众所周知,步进电机系统由三个部分组成,控制部分,驱动程序部分和步进电机。分析步进电机细分原理使其精确控制方法,系统的体系结构和实际驱动电路的控制电路。选择Nios II处理器的SOPC系统的控制核心。细分控制的软件流过程图表根据时间要求的驱动芯片LMD18245的步进电机也同样可以提供，最后系统会通过图片显示出来。 前言 步进电机是机电一体化的关键产品之一,由于其价格低廉的特点,容易控制、无积累误差等,步进电机被广泛应用于自动控制系统,精确的机器等等。与普通电机不同,步进电机接受脉冲信号的控制,这些特性使得有可能与SOPC技术组合。实现步进电机精确控制系统的SOPC使用Nios II处理器为核心的处理,嵌入式技术是合理的和可行的。嵌入式系统具有强大的计算能力和良好的网络配置属性。[1]此外,由于应用SOPC技术的细分驱动,步进电机控制系统能满足需求等一些高精度定位和精确的加工。步进电机细分驱动技术是改善步进电机的性能,如降低转矩脉动和噪声,抑制振荡,提高分级精度。系统设计方法是基于TFG的信号处理算法和模型用SOPC技术实现。在适当的模型映射到实际系统,实现步进电机细分控制系统。 系统的设计 TFG步进电机控制系统的模型 TFG来源于CSP(通信序列过程)。在这种情况下,一个系统被描述为一些程序的集合,每一个都是独立的,都可以被认为是一个操作序列中与另一个阶段通过单方面渠道。TFG可以表示如下 G??( N,F )? 其中N表示任务节点的集合,F是焊接节点的弧。F的力量表示节点之间的通信开销。这是步进电机的精确控制系统设计摘要。 N= {A, B, C, D, E} 、那里是一个任务节点发送控制命令的功能B,C和D,B是一个任务节点的函数得到的命令,使电机运行,C是一个任务节点的函数得到的命令,使电机反向运行,D是一个任务节点的函数,E是一个任务节点的功能提供电路细分驱动程序B,C和D .TFG目标系统模型图1所示。 Figure1. The TFG of the target system. 图2显示了从TFG模型映射到功能分区下充分考虑每一部分的功能Vi ( i =A, B, C, D and E ) 表明任务节点在TFG模型中的关系,实心箭头显示了数据流方向,虚线箭头表示节点和处理器之间的映射关系。 Figure2. TFG mapping. B.、系统架构整个结构 TFG系统的模型和它的映射的关系步进电机精确控制系统的整体结构如图3所示。 Figure3. The whole structure SOPC模块 控制目标系统选择SOPC的核心它使用FPGA(现场可编程门阵列)芯片的物理载体,.SOPC技术拥有强大的计算能力和出色的灵活性.[2]因此本文SOPC系统选择 Nios II系统，该系统是Altera公司的处理器为核心的控制步进电机的操作精度高而设计的。SOPC的架构模块如图4所示 Figure4. Structure of the SOPC module 步进电机的细分技术实现通过控制励磁绕组电流,这是合成磁场的步进电机的定子revolving-field对细分速度的依赖,然后使步进电机的转子转动。当不同幅度的电流同时通过两个相邻绕组，它位置的每个阶段的转矩为零是新的平衡位置。步进电机的细分原理如图5所示。 Figure5. The subdivided principle of stepper motor如果定义阶段时的