FPGA在步進(jìn)電機(jī)控制中的應(yīng)用

步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器根據(jù)控制信號工作，將FPGA提供的弱電信號放大為步進(jìn)電機(jī)能夠接受的強(qiáng)電流信號。FPGA提供給MS-2H090M型驅(qū)動器的信號主要有步進(jìn)脈沖信號CP和方向控制信號DIR，可用于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制，如圖2所示，通過改變發(fā)出的脈沖頻率可進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的速度控制。
MS-2H090M型驅(qū)動器用于驅(qū)動二相或四相混合式步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)的出線方式不同，與驅(qū)動器的連接也不同。在該控制系統(tǒng)中采用的電機(jī)86BYG250C為兩相四根線電機(jī)，接法如圖3所示。

3 步進(jìn)電機(jī)的FPGA控制
3．1 步進(jìn)電機(jī)的速度控制
在步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中，升速過程由突跳頻率加升速曲線組成(減速過程反之)。突跳頻率是指步進(jìn)電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)時突然施加的脈沖頻率fo必須小于啟動頻率fh，此頻率不可太大，否則也會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步。所以步進(jìn)電機(jī)在啟動時，必須有升速過程，在停止時必須有減速過程。在本控制系統(tǒng)中，根據(jù)FPGA的性能特點(diǎn)，變速曲線采用直線細(xì)分原理，控制效果較好。步進(jìn)電機(jī)加速過程中的頻率變化曲線如圖4所示。對應(yīng)于啟動頻率的上升，直線可以變化N個臺階，將頻率細(xì)分為N個值，用來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)平滑啟動和停止，可防止失步和過沖現(xiàn)象。

3．2 步進(jìn)電機(jī)的方向控制