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步进电机的微步控制（也可以叫做细分）

作者：xxy301　栏目：单片机

步进电机的微步控制（也可以叫做细分）
步进电机在正常情况下，按照一个脉冲走1.8°的样子，但是这个在低速的时候抖动就比较厉害，走走停停。

于是便出现了带有细分功能的步进电机驱动器，有的细分值达到上万步，也就是给一个脉冲走1.8÷10000度，非常精确。

其实这个问题我一直没有明白，这个怎么可能呢？步进电机的资料上说不是一个脉冲就要走1.8°的，难道还有半个脉冲或者更少的脉冲可说？

看到L6219的芯片后，想到一个问题，是不是说我给你一个脉冲，虽然你是要走1.8度，但是我不给你那么大功率，我在电流上限定，就是脉冲是给你了，但是驱动能力就一会，你想走也不可能【门外话】。

也不知道大家怎么认为的？有没有可能不买专用驱动器也可以自己实现微步功能呢？请教！

* - 本贴最后修改时间：2006-12-29 9:09:56 修改者：xxy301

2楼：

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作者： hq_y 于 2006/12/28 10:59:00 发布：

不买专用驱动器也可以自己实现微步功能呢？
当然可以，但是相当于你自己做一个专用驱动器；
你做出来的要是能达到每个微步都很准确，那已经可以自己做产品呢；
实际上，国产的驱动器也做不到每个微步都很准确；

能做到8细分16细分20细分大致相同已经不错了；

3楼：

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作者： xwj 于 2006/12/28 11:09:00 发布：

不是再电流上限定，而是在旋转磁场上合成
首先要明白步进电机的工作原理：它是靠线圈的合成磁场把转子磁铁“吸”过去的！

比如两个垂直的线圈（相差90度），磁铁为一对磁极：

分别通电可以依次得到相差90度角的磁场，转子也就会被吸到对应的角度

如果我们设计复杂些，给两个线圈同时通电，那就可以得到相差45度的磁场了

再考虑得更复杂，一个通10％，另一个通90％，就会合成一个成比例一9度为间隔的磁场了

4楼：	>>参与讨论
作者： xwj 于 2006/12/28 11:18:00 发布：太大的细分是不可信的，根本就是理论家的玩意步进电机深入研究的话实际上是个很复杂的系统就算控制器能输出那个精度的电流，实际还得受机械、惯性、负载等很多因素影响

5楼：

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作者： xxy301 于 2006/12/28 11:20:00 发布：

调整磁场来实现微步会增大CPU的负荷
xwj让我明白了很多，仔细想想应该是这样，假如去调整线圈的通电时间的比率来实现磁场的推动的，那样编程起来不是很复杂吗？要是就采用一个单片机去完成命令处理、判断、电机控制资源估计就有点问题了。

国内那些厂家的步进电机专用驱动器都是这样实现的吗？好多细分可以选择的。我用过这样的专用驱动器，效果确认很好，但是好贵的！

6楼：	>>参与讨论
作者： hq_y 于 2006/12/28 11:30:00 发布：拆开来看看就明白了通常是不使用单片机，使用CPLD

7楼：

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作者： lwtlwt 于 2006/12/28 18:38:00 发布：

re.
实际上,步进电机与脉冲是没有直接关系的,给一个脉冲步进电机就走一个步矩角的说明是错误的,或者只能是业余的说法,但遗憾的是，某些非电机专业类的书籍或杂志文章严重误导了不熟悉步进电机原理的工程师.
步进电机的驱动技术是一项复杂的工程,要想真正了解和掌握步进电机的原理和驱动技术,还是到书店买本专业的书籍.

8楼：	>>参与讨论
作者： AIRWILL 于 2006/12/28 20:01:00 发布： xwj 说到了关键啦推荐 LZ 看看, 细分驱动模块电路 A3977 的数据手册, 应该能明白细分的原理了

9楼：

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作者： wzq3 于 2006/12/28 22:35:00 发布：

10楼：	>>参与讨论
作者： xxy301 于 2006/12/29 9:07:00 发布：受益匪浅看来，电机的知识还是要恶补一下才是，不过这里的解答真是一语中的！ * - 本贴最后修改时间：2006-12-29 10:58:28 修改者：xxy301

11楼：

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作者： xxy301 于 2006/12/29 16:04:00 发布：

求助：A3977周边配置
AIRWILL，你推荐的A3977我感觉确实不错，我研究一下，由于原先没有做过类似设置，对周边的其他参考量不清楚，如SENSE1、SENSE2、REF、Vreg、RC1、RC2、CP1、CP2等应该使用什么样的参数比较合适啊？
有没有典型配置图啊？
要是可以的话，能不能给我发给邮件，aolinbj@163.com，谢谢了！

12楼：	>>参与讨论
作者： yewuyi 于 2006/12/30 8:55:00 发布：此讨论很有价值…… 鉴定完毕……

13楼：

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作者： sharks 于 2007/1/9 0:13:00 发布：

纠正一个错误的说法
   两个步进之间的角度不是按电流比例的，而是按Cos(),Sin()比例的
   假设你需要让电机停在某步和下一步之间80%的地方，你需要给当前线圈通
   cos(0.8*π/2)*Is的电流，给下一步的线圈通sin(0.2*π/2)*Is 的电流。
   当然，实际上大部分控制器是通过占孔比来改变电流比例的，那么应该按
   cos(0.8*π/2)*100% 和 cos(0.2*π/2)*100%来发出PWM波给对应的线圈

14楼：	>>参与讨论
作者： xwj 于 2007/1/9 0:28:00 发布： LS对的，之前发觉了，但看别人提到了也就没特别纠正了理想情况下决定转子位置的就是“合成磁场矢量”角

15楼：

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作者： shangsunpu 于 2008/4/4 15:40:10 发布：

浅谈步进电机的细分
步进电动机是一种将离散的电脉冲信号转化为相应角位移或线位移的电磁机械装置，它输出的角位移与输入的脉冲数成正比，是一种输入与输出脉冲对应的增量驱动元件。它具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点,但其步矩角较大，一般为1.5~3°，往往满足不了某些高精度定位、精密加工等方面的要求。
实现细分驱动是减小步矩角、提高步进分辨率、增加电动机运行平稳的一种行之有效的方法。目前步进电动机细分驱动控制，多采用量化的梯形波、正弦波作为细分驱动的电流波形，但实际上这些电流波形一般在步进电动机上均不能得到满意的细分精度。
步进电动机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机的励磁绕组中的电流控制，使步进电动机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场，从而实现步进电动机步矩角的细分。一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了步进电动机旋转力矩的大小，相邻两个合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步矩角的大小。因此，想要实现对步进电机的恒力矩均匀细分控制，必须合理控制步进电机绕组中的电流，使电动机内部合成磁场的幅值恒定，而且每个进给脉浅谈步进电机的细分
步进电动机是一种将离散的电脉冲信号转化为相应角位移或线位移的电磁机械装置，它输出的角位移与输入的脉冲数成正比，是一种输入与输出脉冲对应的增量驱动元件。它具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点,但其步矩角较大，一般为1.5~3°，往往满足不了某些高精度定位、精密加工等方面的要求。
实现细分驱动是减小步矩角、提高步进分辨率、增加电动机运行平稳的一种行之有效的方法。目前步进电动机细分驱动控制，多采用量化的梯形波、正弦波作为细分驱动的电流波形，但实际上这些电流波形一般在步进电动机上均不能得到满意的细分精度。
步进电动机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机的励磁绕组中的电流控制，使步进电动机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场，从而实现步进电动机步矩角的细分。一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了步进电动机旋转力矩的大小，相邻两个合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步矩角的大小。因此，想要实现对步进电机的恒力矩均匀细分控制，必须合理控制步进电机绕组中的电流，使电动机内部合成磁场的幅值恒定，而且每个进给脉冲所引起的合成磁场的角度变化也要均匀。我们知道在空间彼此相差2π/m的m 相绕组，分别通以相位上差2π/m而幅值相同的正弦电流，则合成的电流矢量便在空间做旋转运动，且幅值保持不便。将绕组电流根据细分倍数均匀量化后，所得细分步矩角也是均匀的。为了进一步得到更加均匀的细分步矩角，可以通过实验测取一组在通入量化电流波形时，步进电动机细分步矩的数据，然后对其误差进行插值补偿，求得实际的补偿电流曲线，这些工作大部分可以由计算机来完成。在取得矫正后的量化电流波形之后，以相应的数字量储存于E2PROM 中的不同区域，量化的程度决定了细分驱动的分辨率。
浅谈步进电机的细分
步进电动机是一种将离散的电脉冲信号转化为相应角位移或线位移的电磁机械装置，它输出的角位移与输入的脉冲数成正比，是一种输入与输出脉冲对应的增量驱动元件。它具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点,但其步矩角较大，一般为1.5~3°，往往满足不了某些高精度定位、精密加工等方面的要求。
实现细分驱动是减小步矩角、提高步进分辨率、增加电动机运行平稳的一种行之有效的方法。目前步进电动机细分驱动控制，多采用量化的梯形波、正弦波作为细分驱动的电流波形，但实际上这些电流波形一般在步进电动机上均不能得到满意的细分精度。
步进电动机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机的励磁绕组中的电流控制，使步进电动机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场，从而实现步进电动机步矩角的细分。一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了步进电动机旋转力矩的大小，相邻两个合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步矩角的大小。因此，想要实现对步进电机的恒力矩均匀细分控制，浅谈步进电机的细分
步进电动机是一种将离散的电脉冲信号转化为相应角位移或线位移的电磁机械装置，它输出的角位移与输入的脉冲数成正比，是一种输入与输出脉冲对应的增量驱动元件。它具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点,但其步矩角较大，一般为1.5~3°，往往满足不了某些高精度定位、精密加工等方面的要求。
实现细分驱动是减小步矩角、提高步进分辨率、增加电动机运行平稳的一种行之有效的方法。目前步进电动机细分驱动控制，多采用量化的梯形波、正弦波作为细分驱动的电流波形，但实际上这些电流波形一般在步进电动机上均不能得到满意的细分精度。
步进电动机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机的励磁绕组中的电流控制，使步进电动机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场，从而实现步进电动机步矩角的细分。一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了步进电动机旋转力矩的大小，相邻两个合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步矩角的大小。因此，想要实现对步进电机的恒力矩均匀细分控制，必须合理控制步进电机绕组中的电流，使电动机内部合成磁场的幅值恒定，而且每个进起的合成磁场的角度变化也要均匀。我们知道在空间彼此相差2π/m的m 相绕组，分别通以相位上差2π/m而幅值相同的正弦电流，则合成的电流矢量便在空间做旋转运动，且幅值保持不便。将绕组电流根据细分倍数均匀量化后，所得细分步矩角也是均匀的。为了进一步得到更加均匀的细分步矩角，可以通过实验测取一组在通入量化电流波形时，步进电动机细分步矩的数据，然后对其误差进行插值补偿，求得实际的补偿电流曲线，这些工作大部分可以由计算机来完成。在取得矫正后的量化电流波形之后，以相应的数字量储存于E2PROM 中的不同区域，量化的程度决定了细分驱动的分辨率。
必须合理控制步进电机绕组中的电流，使电动机内部合成磁场的幅值恒定，而且每个进给脉冲所引起的合成磁场的角度变化也要均匀。我们知道在空间彼此相差2π/m的m 相绕组，分别通以相位上差2π/m而幅值相同的正弦电流，则合成的电流矢量便在空间做旋转运动，且幅值保持不便。将绕组电流根据细分倍数均匀量化后，所得细分步矩角也是均匀的。为了进一步得到更加均匀的细分步矩角，可以通过实验测取一组在通入量化电流波形时，步进电动机细分步矩的数据，然后对其误差进行插值补偿，求得实际的补偿电流曲线，这些工作大部分可以由计算机来完成。在取得矫正后的量化电流波形之后，以相应的数字量储存于E2PROM 中的不同区域，量化的程度决定了细分驱动的分辨率。
冲所引起的合成磁场的角度变化也要均匀。我们知道在空间彼此相差2π/m的m 相绕组，分别通以相位上差2π/m而幅值相同的正弦电流，则合成的电流矢量便在空间做旋转运动，且幅值保持不便。将绕组电流根据细分倍数均匀量化后，所得细分步矩角也是均匀的。为了进一步得到更加均匀的细分步矩角，可以通过实验测取一组在通入量化电流波形时，步进电动机细分步矩的数据，然后对其误差进行插值补偿，求得实际的补偿电流曲线，这些工作大部分可以由计算机来完成。在取得矫正后的量化电流波形之后，以相应的数字量储存于E2PROM 中的不同区域，量化的程度决定了细分驱动的分辨率。

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