执行元件的控制与驱动.pptVIP

* * 第三节 执行元件的控制与驱动 一、步进电动机的控制与驱动 (一)脉冲分配控制 要使步进电动机正确运转，必须将指令脉冲按一定规律分配给步进电动机各相绕组，以产生旋转磁场。把实现这一功能的器件称为脉冲分配器或环形分配器，可由硬件电路或软件程序来实现。 1．硬件脉冲分配器 YB系列国产TTL集成脉冲分配器： YB013、YB014、YB015、YB016 2．软件脉冲分配器 指实现脉冲分配控制的计算机程序。 软件脉冲分配控制的基本原理： (1).根据步进电动机与计算机的接线情况及通电方式列出脉冲分配控制数据表； (2).运行时按节拍序号查表获得相应控制数据； (3).在规定时刻通过输出口将数据输出到步进电动机驱动电路。 (二)速度控制 (1)硬件方法：在硬件脉冲分配器的时钟脉冲输入端(CP端)接一可变频率脉冲发生器，改变其振荡频率，即可改变步进电动机速度。 (2)软件方法：采用定时器来确定每相邻两次脉冲分配的时间间隔，即脉冲分配周期，并通过中断服务程序向输出口分配控制数据。 速度控制定时常数的确定? 设数控X-Y工作台的脉冲当量为δ(mm)， 要求运动速度为v(mm／min)， 8031的晶振频率为fosc (Hz)， 采用CTC0的工作模式1(即16位定时器模式)，则 定时常数Tx(s)可按下式确定： (三)自动升降速控制 步进电动机允许的启动频率一般较低 (1)当要求高速运行时，必须用较低的频率启动，然后逐渐加速，否则不能正常启动。 (2)制动时也应逐渐降到较低频率后再制动，否则定位不准。步进电动机自动升降速控制也可通过硬、软件两种方法实现。 1．硬件自动升降速控制 2．软件自动升降速控制 基本原理：根据允许的启动频率确定定时器的初始定时常数。 a.在升速过程中，按一定规律不断增加定时常数(对加法计数的定时器来讲)，减小中断时间间隔，加快脉冲分配频率； b.在恒速过程中，保持定时常数不变； c.在降速过程中，按规律不断减小定时常数，降低脉冲分配频率，直到定时常数等于希望的制动频率所对应的值时，停止脉冲分配，使步进电动机制动。 升降速过程可按指数或直线(匀加速)规律控制。 采用分段直线规律进行自动升降速控制的程序框图 (四)步进电动机的驱动 要使步进电动机输出足够的转矩以驱动负载工作，必须对控制信号进行放大，实现该功能的电路称为步进电动机驱动电路或功放电路。 常见的步进电动机驱动电路有三种： (1)单电源驱动电路 采用单一电源供电，结构简单，成本低，但电流波形差，效率低，出力小，主要用于对速度要求不高的小型步进电动机的驱动。 (2)双电源驱动电路(又称高低压驱动电路) 高压和低压两个电源供电。在步进电动机绕组刚接通时，通过高压电源供电，以加快电流上升速度，延迟一段时间后，切换到低压电源供电。这种电路使电流波形、输出转矩及运行频率等都有较大改善，但效率仍较低。 (3)斩波限流驱动电路