步进电机细分驱动在降低打印机起步压缩度中的应用

发布时间：2017-12-26 12:24

本文关键词：步进电机细分驱动在降低打印机起步压缩度中的应用　出处：《哈尔滨工业大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：步进电机作为自动化控制系统中的执行机构,随着自动化工业技术的快速发展和应用,目前已经被大量的应用于各种工业生产控制设备中,特别是在工业控制机床、数控加工、磨具加工和工业切削等工业自动化设备中。并且随着高精度的数控技术的快速发展和应用,作为这些设备的主要执行机构其性能好坏和控制好坏直接影响着整个设备的性能和相关技术的实现。目前在步进电机结构上,由于经过近50年的发展,无论是在结构设计上还是材料设计上其都已经接近了步进电机的极限,所以要进一步提高步进电机的性能,提高其控制精度,只有通过先进的步进电机控制技术来解决,细分控制作为步进电机最常用也是应用最为广泛的控制技术,由于其具备对步进电机的步距角进行细分,进一步提高步进电机的分辨率和稳定性,其在提高步进电机性能上具有非常巨大的潜力,但是由于细分控制技术目前还存在着一些设计和控制算法上的不足,目前的步进电机细分驱动控制上,还存在着不稳定,细分不均匀,细分算法实现难度大对设备控制器的要求高等一系列问题,极大的影响了其在工业控制领域的全面推广和应用,在此基础上结合公司热敏打印机产品的电机驱动模块,本文研究了一种改进的步进电机细分驱动控制,通过从细分驱动设计和细分优化算法两个方面对步进电机细分驱动性能进行分析,最后基于趋向圆技术研究了一种圆弧逼近自适应步进电机细分驱动均匀优化算法。在理论模型研究分析基础上,最后给出了优化的步进电机细分驱动的电气结构和相关算法的实现流程图,并进行了仿真和试验验证。本文的主要工作有:1)研究和分析了目前国内外步进电机相关技术发展形势,对国内外步进电机相关技术的发展做了全面的研究和分析,特别是针对步进电机细分驱动相关的技术发展做了详细的研究分析,进而对本文提出的研究课题的先进性和可行性进行论证;2)研究和分析了步进电机相关控制理论和方法,重点研究和分析了本文研究所采用的两相式混合步进电机的控制原理以及数学模型,针对步进电机的速度控制模型进行了分析,从加速减速和匀速三个过程对其进行了数学建模,并分析了各种模型的优势和不足;3)研究和分析了步进电机的细分驱动相关技术,对细分驱动的原理和细分驱动控制数学模型进行了深入的研究,同时介绍了常用的细分驱动方法并比较分析了其优势和不足,并重点研究了电流矢量恒幅均匀细分驱动方法,进而在此基础上对其进行性能改进;4)基于细分驱动控制技术完成了步进电机的控制模型设计,完成了混合型步进电机速度控制函数模型的设计以及混合型细分驱动步进电机速度控制函数模型的设计,改进了一种圆弧逼近自适应细分均匀优化算法的设计,最后基于提出的理论模型对算法的实现进行了设计,给出了详细的算法实现流程图和细分步进电机电器结构图,并进行了仿真和试验验证。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM383.6;TP273

【参考文献】