[發明專利]一種用于步進電機的驅動控制和轉角測量系統

在審

• 申請號: 201611019791.8
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106655928A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 梁少林;王天放;王詠梅
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: H02P8/12
• 分類號: H02P8/12
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司11472
• 代理人: 王宇楊,陳琳琳

1.一種用于步進電機的驅動控制和轉角測量系統，其特征在于，該測量系統是基于LMD18200芯片的步進電機閉環控制，并采用絕對式編碼器測量轉角；該測量系統包括：上位機，單片機控制器，步進電機驅動板，步進電機，聯軸器，絕對式編碼器和串口協議轉換器；該上位機通過USB信號線與該單片機控制器連接，該單片機控制器通過控制信號線和反饋信號線與該步進電機驅動板連接，該步進電機驅動板通過驅動電流線與該步進電機連接，該步進電機通過該聯軸器與該絕對式編碼器連接，該絕對式編碼器通過RS485串口線與該串口協議轉換器連接，該串口協議轉換器通過RS232串口線與該上位機連接，形成一個閉環控制。

2.根據權利要求1所述的一種用于步進電機的驅動控制和轉角測量系統，其特征在于，所述上位機包括：Keil uVvision4和Microsoft Visual Studio 2010，用于編譯控制信息代碼。

3.根據權利要求1所述的一種用于步進電機的驅動控制和轉角測量系統，其特征在于，所述步進電機驅動板包括：74ALS367芯片，tlv5638芯片，lm555芯片，lm393-a比較器，lm393-b比較器，lmd18200芯片和電機；該74ALS367芯片通過該tlv5638芯片和該lm393-a比較器將數字信號轉換成目標模擬信號并傳入該lm393-a比較器的同向端中，來自該lmd18200芯片的反饋模擬信號通過該lm393-a比較器進行比較，將比較結果傳入該lm555芯片，該比較結果生成了占空比可調的PWM信號，并被傳入該lm393-b比較器中，在反相作用下，該PWM信號被反相，并被傳入該lmd18200芯片，并在該lmd18200芯片中產生調節的電流驅動該電機轉動。

4.根據權利要求3所述的一種用于步進電機的驅動控制和轉角測量系統，其特征在于，當該反饋模擬信號大于該目標模擬信號時，所述lm393-a比較器的比較結果為低電平信號，則該低電平信號傳入該lm555芯片的管腳上，在該lm555芯片中生成了高電平PWM信號，再由該lm555芯片的另一管腳輸出該高電平PWM信號，該高電平PWM信號傳入該lm393-b比較器中，該lm393-b比較器與外圍電阻構成反相器，在該反相器的反相作用下，該高電平PWM信號被轉換成低電平PWM信號，該低電平PWM信號傳入該lmd18200芯片中，產生的驅動電流減小，該反饋模擬信號也隨之減小并最終等于該目標模擬信號，步進電機以目標工作電流轉動。

5.根據權利要求3所述的一種用于步進電機的驅動控制和轉角測量系統，其特征在于，當該反饋模擬信號小于該目標模擬信號時，所述lm393-a比較器比較結果為高電平信號，則該高電平信號傳入該lm555芯片的管腳上，在該lm555芯片中生成了低電平PWM信號，再由該lm555芯片的另一管腳輸出該低電平PWM信號，該低電平PWM信號傳入該lm393-b比較器中，在反相器的反相作用下，該低電平PWM信號被轉換成高電平PWM信號，該高電平PWM信號傳入該lmd18200芯片中，產生的驅動電流增大；該反饋信號也隨之增大并最終等于該目標模擬信號，步進電機以目標工作電流轉動。

6.根據權利要求1所述的一種用于步進電機的驅動控制和轉角測量系統，其特征在于，在該lm393-a比較器中，該反向端中的反饋模擬信號與電機繞組中的電流成377nA/1A比例關系。

7.根據權利要求1所述的一種用于步進電機的驅動控制和轉角測量系統，其特征在于，該步進電機與該絕對式編碼器的軸心與該聯軸器的軸心在同一水平線上；該聯軸器分別與該步進電機的轉軸和該絕對式編碼器的轉軸之間通過螺釘鎖死，無縫隙，無打滑。