机电一体化第3章 伺服系统(2步进电动机及其驱动控制2)
伺服控制系统(设计)
第一章伺服系统概述伺服系统是以机械参数为控制对象的自动控制系统。
在伺服系统中，输出量能够自动、快速、准确地尾随输入量的变化，因此又称之为随动系统或者自动跟踪系统。
机械参数主要包括位移、角度、力、转矩、速度和加速度。
近年来，随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、现代控制技术、材料技术的快速发展以及机电创造工艺水平的逐步提高，伺服技术已迎来了新的发展机遇，伺服系统由传统的步进伺服、直流伺服发展到以永磁同步机电、感应电机为伺服机电的新一代交流伺服系统。
目前，伺服控制系统不仅在工农业生产以及日常生活中得到了广泛的应用，而且在许多高科技领域，如激光加工、机器人、数控机床、大规模集成电路创造、办公自动化设备、卫星姿态控制、雷达和各种军用武器随动系统、柔性创造系统以及自动化生产线等领域中的应用也迅速发展。
1.1 伺服系统的基本概念1.1.1 伺服系统的定义“伺服系统”是指执行机构按照控制信号的要求而动作，即控制信号到来之前，被控对象时静止不动的；接收到控制信号后，被控对象则按要求动作；控制信号消失之后，被控对象应自行住手。
伺服系统的主要任务是按照控制命令要求，对信号进行变换、调控和功率放大等处理，使驱动装置输出的转矩、速度及位置都能灵便方便的控制。
1.1.2 伺服系统的组成伺服系统是具有反馈的闭环自动控制系统。
它由检测部份、误差放大部份、部份及被控对象组成。
1.1.3 伺服系统性能的基本要求1 )精度高。
伺服系统的精度是指输出量能复现出输入量的精确程度。
2 )稳定性好。
稳定是指系统在给定输入或者外界干扰的作用下，能在短暂的调节过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。
3 )快速响应。
响应速度是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。
4)调速范围宽。
调速范围是指生产机械要求机电能提供的最高转速和最低转速之比。
5 )低速大转矩。
在伺服控制系统中，通常要求在低速时为恒转矩控制，电机能够提供较大的输出转矩；在高速时为恒功率控制，具有足够大的输出功率。
【DOC】第3章机电一体化技术与系统中微型计算机控制系统及接
第3章：机电一体化技术与系统中微型计算机控制系统及接口设计 3.1 控制系统的一般设计思路3.1.1专用与通用、硬件与软件的权衡与抉择1. 专用与通用的抉择 专用控制系统：适合于大批量生产的而且较成熟的机电一体化产品。
通用控制系统：适合还在不断改进，结构还不十分稳定的产品。
2. 硬件与软件的权衡根据经济性和可靠性的标准权衡决定。
例：分立元件组成硬件------软件 利用LSI 芯片组成电路-----软件3.1.2 控制系统的一般设计思路 设计步骤为：确定系统整体控制方案；确定控制算法；选用微型计算机；系统总体设计；软件设计等。
1、确定系统整体控制方案（1）应了解被控对象的控制要求，构思控制系统的整体方案。
（2）考虑执行元件采用何种方式。
（3）要考虑是否有特殊控制要求。
（4）考虑微机在整个控制系统中的作用，是设定计算、直接控制还是数据处理，微机应承担哪些任务，为完成这些任务，微机应具备哪些功能，需要哪些输入/输出通道、配备哪些外围设备。
（5）应初步估算其成本。
2、确定控制算法建立该系统的数学模型，确定其控制算法。
数学模型：就是系统动态特性的数学表达式。
它反映了系统输入、内部状态和输出之间的数量和逻辑关系。
控制算法：所谓计算机控制，就是按照规定的控制算法进行控制，因此，控制算法的正确与否直接影响控制系统的品质，甚至决定整个系统的成败。
例如：机床控制中常使用的逐点比较法的控制算法和数字积分法的控制算法；直线算法：a a xy yx F -= 或K x y T T ee Y X==∆∆ 圆弧算法：222R Y X F i i i -+= 或yxT T Y X =∆∆ 直接数字控制系统中常用的PID 调节的控制算法；位置数字伺服系统中常用的实现最少拍控制的控制算法；另外，还有各种最优控制的控制算法、随机控制和自适应控制的控制算法。
3、选择微型计算机 （1）较完善的中断系统 （2）足够的存储容量（3）完备的输入／输出通道和实时时钟（4）特殊要求：字长、速度、指令4、系统总体设计设计中主要考虑硬件与软件功能的分配与协调、接口设计、通道设计、操作控制台设计、可靠性设计等问题。
机电一体化系统设计课后习题
机电一体化系统设计课后习题
第一章绪论作业
1、简述机电一体化系统的基本功能要素。
第二章机械系统设计作业
1、图所示为一进给工作台。
电动机M、制动器B、工作台A、齿轮G1~G4以及轴1、丝杠轴的数据如表所示。
试求：此装置换算至电动机轴的等效转动惯量。
2、机电一体化系统对机械传动系统的基本要求是什么？
3、齿轮传动链的级数和各级传动比确定的三个基本原则是什么？如何选择？
第三章传感器检测及其接口电路作业
1、传感器的性能指标有哪两大类，各包括那些内容？
2、传感器的选用原则是什么
3、为什么差动变极距型电容位移传感器的精度是普通的变极距电容传感器的2倍？
4、光栅位移传感器主要由哪几部分构成？产生的莫尔条纹最主要的作用是什么？
5、感应同步器的测量方式有几种类型？写出励磁方式和输出信号的表达式。
6、已知光电脉冲编码器的周脉冲数Z=1200，在t=10s的时间内测轴的脉冲数N=6000，则光电脉冲编码器测得的角位移是多少？轴的转速是多少？
第四章控制电机及其选择计算作业
1、机电一体化系统的伺服驱动有哪几种形式?各有什么特点？
2、步进电动机的选用原则是什么？
3、直流PWM调压比其它调压方式有什么优点？
4、交流变频调速有哪几种类型。
机电一体化技术(伺服系统)
3.1 步进电动机驱动及其控制 1. 步进电动机的特点：
① ②
③
④ ⑤
步进电动机是将电脉冲信号转换成角位移（或线位移） 的一种机电式数模转换器。 转角与脉冲，速度与频率成正比，运动方向与通电顺序 相关。 定位精度高，且无累积误差。 转换速度慢，毫秒级 与一般的伺服电机比较：可以直接实现数字控制，在开 环系统中可以达到高精度的定位和调速，位置误差不会 累积。
j max
Mjmax为最大静态力矩，曲线A和B的交点Mq 是电机运行状态的最大启动力矩。
4. 步进电动机控制驱动
步进电机控制信号的产生
步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机 （或计算机）产生，其基本控制作用如下： • 控制换相顺序（也称脉冲分配） • 控制转向（正反序通电） • 控制速度（由单片机发出的脉冲频率的大小决定） 硬件环分 + 功率驱动 软件环分
5. 步进电动机自动升降速控制 由于步进电机转子本身惯量大，尤其带了负 载后，启动频率将会大大下降。为使步进电 机能在较高的频率下工作，可对其升降速度 进行控制，使脉冲信号能按一定的规律升频 和降频。
工作原理： 设Pa为控制脉冲，其频率为fa，Pb为实 际送入电机的工作脉冲，其频率为fb。 Pa和Pb都经同步器送入可逆计数器。同 步器的作用在于保证不丢失Pa和Pb ，并 使Pa送入可逆计数器时作加法，Pb送入 可逆计数器时作减法，可逆计数器记下 的是控制脉冲与实际脉冲之差N，将此 数通过数字电位器转换成电阻值R的变 化，进而改变振荡频率。
②
高低压驱动（用得广泛）
如图，则在t1~t2时间内，VT1、VT2均饱和导 通，+80V的电源经VT1、VT2管加到电机绕组 L上，使其电流迅速上升，当时间达到t2， VT2截止，电机绕组电流由+12V经VT1维持， 此时电机电流下降到额定值，直到t3 ， VT1截 止，绕组电流经高压源E1，地，E2，V2放电， 下降到零。 优点：功耗小，启动力矩大，工作频率高。 缺点：大功率管数量多，增加驱动电源成本。
机电一体化复习题附答案定稿版
机电一体化复习题附答案精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】机电一体化复习题一、名词解释1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O接口8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取（DMA）二、判断题：1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。
（×）2 滚珠丝杆不能自锁。
（√）3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。
（×）4 异步通信是以字符为传输信息单位。
（√）5 同步通信常用于并行通信。
（×）6 无条件I/O方式常用于中断控制中。
（×）7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（√）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（√）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（√）（4）温度误差是影响传动精度的因素（√）三、单项选择题1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ B ）决定转角位移的一种伺服电动机。
A 脉冲的宽度B 脉冲的数量C 脉冲的相位D 脉冲的占空比2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B）。
A.1<s<2B.0<s 1C.-1<s<1D.-1<s<03.PWM指的是（C）。
A.机器人B.计算机集成系统C.脉宽调制D.可编程控制器4. PD称为（ B ）控制算法。
A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（ A ）方法实现。
A.插补B.切割C.画线D.自动四、填空题1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信。
2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道。
《机电一体化技术与系统》各章作业答案
第二部分各章作业答案第一章绪论★1、机电一体化的基本概念和涵义是什么？★机电一体化的英文名词如何拼合？(P1) 【参考答案】机电一体化是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最佳化而建立起来的一门新的科学技术。
机电一体化在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。
★2、机电一体化的发展趋势包括哪几个方面？(P2)【参考答案】机电一体化的发展趋势可概况为以下三个方面：(4-3-2)（1）性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展；（2）功能上，向小型化、轻型化、多功能方向发展；（3）层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。
★3、一个较完善的机电一体化系统包括哪几个基本要素？★其核心部分是什么？（P4-P5) 【参考答案】一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、动力部分、检测部分、执行机构、控制器和接口。
其核心部分是控制器。
★4、什么是接口？接口的功能有哪些？(P5)【参考答案】为实现各子系统或要素之间物质、能量或信息交换而进行的连接就是接口。
接口的基本功能有交换、放大、传递。
5、机电一体化的相关技术有哪些？(P2-P4)【参考答案】机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统总体技术。
第二章机械传动与支承技术1、熟练掌握以数控机床进给传动为例说明机械传动系统建模的步骤、方法。
重点在传动惯量折算的推导过程。
(P13-P15)★【举例说明】在图1所示的数控机床进给传动系统中，电动机通过两级减速齿轮Z1、Z2、Z3、Z4及丝杠螺母副驱动工作台作直线运动。
设J l为轴I部件和电动机转子构成的转动惯量；J 2、J 3为轴Ⅱ、Ⅲ部件构成的转动惯量；K1、K2、K3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的扭转刚度系数；K为丝杠螺母副及螺母底座部分的轴向刚度系数；m为工作台质量；C为工作台导轨粘性阻尼系数：T1、T2、T3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的输入转矩。
机电一体化系统第三章执行元件
一、 特点
1、稳定性好 2、可控性好 3、响应迅速 4、控制功率低，损耗小 5、转矩大
补偿绕组(c)
励磁绕组 (f) ia
Fr Ua Fc Uf
电枢绕组(a)
直流伺服电动机的结构与一般的电机结构相似，也是 由定子、转子和电刷等部分组成，在定子上有励磁绕组 和补偿绕组，转子绕组通过电刷供电。由于转子磁场和 定子磁场始终正交，因而产生转矩使转子转动。
步进电机驱动电源
Hale Waihona Puke 四、步进电动机的功率放大1．单电压功率放大电路
此电路的优点是电路结构简单，不足 之处是Rc消耗能量大，电流脉冲前后 沿不够陡，在改善了高频性能后，低 频工作时会使振荡有所增加，使低频 特性变坏。
2．高低电压功率放大电路
电源U1为高电压，电源大约为80～150V， U2为低电压电源，大约为5～20V。在绕组 指令脉冲到来时，脉冲的上升沿同时使VT1 和VT2导通。由于二极管VD1的作用，使绕组 只加上高电压U1，绕组的电流很快达到规定 值。到达规定值后，VT1的输入脉冲先变成 下降沿，使VT1截止，电动机由低电压U2供 电，维持规定电流值，直到VT2输入脉冲下 降沿到来VT2截止。 不足之处是在高低压衔接处的电流波形在顶 部有下凹，影响电动机运行的平稳性。
步进电机驱动电源总结
作用：对控制脉冲进行功率放大，以使步进电机获 得足够大的功率驱动负载运行。 1、步进电机是用脉冲供电，且按一定工作方式轮 流作用于各相励磁线圈上。 2、步进电机正反转是靠给各相励磁线圈通电顺序 变化来实现的。 3、速度控制是靠改变控制脉冲的频率实现的。 4、在通电脉冲内使励磁线圈的电流能快速建立， 而在断电时电流能快速消失。
伺服电机控制方式
伺服电机比较
机电一体化概论
计算机辅助工程（CAE）是采用CAE技术以 及有限元分析发，可实现对质量、体积、
惯性力矩、强度等计算分析；对产品的运 动精度，动、静态特征等的性能分析；对 产品的应力、变形等的结构分析。
五、并行工程
并行工程是集成地、并行地设计产品及其 部件和相关各种过程的一种系统工作模式。
律、分析方法和自控系统的构造等。 三、机电一体化技术的特点 机电一体化技术具有以下特点： 1、体积小、重量轻
2、速度快、精度高 3、可靠性高 4、柔性好
由于机电一体化技术的上述特点，使其机 电一体化产品具有节能、高质、高效、低 成本的共性，从而产生一系列过去不可想 象的新产品。
管理信息系统（MIS）、物料需求计划（MRP） 制造资源计划(MRP)等。
从狭义上来讲，先进制造是指各种计算机辅助制 造设备和计算机集成制造系统。
生产过程中机电一体化所包括的内容： 一、计算机的辅助设计
计算机的辅助设计是在计算机硬件与软件的支撑 下，通过对产品的描述、造型、系统分析、优化、 仿真和图形处理的研究，使计算机辅助完成产品 的全部设计过程，最后输出满意的设计结果和产 品图形。
为系统提供能量和动力。使系统正常运行。 （4）传感器（检测要素） 传感器是将被测对象的状态、性质等信息
转换为一定的物理量或者化学量。 （5）计算机控制装置（控制要素） 为达到一定的目的而实行的适当的操作成
为控制。
6、接口
机电一体化系统由许多要素或子系统构成， 各子系统之间必须能顺利进行物质、能量 和信息的传递与交换，为此各要素或子系 统相接处必须具备一定的联系部件，这个 部件称为接口，其基本功能主要有三个：1、 交换，需要进行信息交换和传输之间，2、 放大，在两个信息强度相差悬殊的环节间， 经接口放大，达到能量的匹配；
机电一体化复习题(附答案)[2]
机电一体化复习题一、名词解释1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O接口8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取（DMA）二、判断题：1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。
（×）2 滚珠丝杆不能自锁。
（√）3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。
（×）4 异步通信是以字符为传输信息单位。
（√）5 同步通信常用于并行通信。
（×）6 无条件I/O方式常用于中断控制中。
（×）7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（√）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（√）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（√）（4）温度误差是影响传动精度的因素（√）三、单项选择题1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ B ）决定转角位移的一种伺服电动机。
A 脉冲的宽度B 脉冲的数量C 脉冲的相位D 脉冲的占空比2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B）。
A.1<s<2B.0<s 1C.-1<s<1D.-1<s<03.PWM指的是（C）。
A.机器人B.计算机集成系统C.脉宽调制D.可编程控制器4. PD称为（ B ）控制算法。
A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（ A ）方法实现。
A.插补B.切割C.画线D.自动四、填空题1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信。
2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道。
3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度并尽量高伺服系统的响应速度。
机电一体化复习题(附答案)
机电一体化复习题一、名词解释1机电一体化2伺服控制3闭环控制系统4逆变器5SPWM6单片机7I/O接口8I/O通道9串行通信10直接存储器存取（DMA）二、判断题：1在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。
（×）2滚珠丝杆不能自锁。
（√）3无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。
（×）4异步通信是以字符为传输信息单位。
（√）5同步通信常用于并行通信。
（×）6无条件I/O方式常用于中断控制中。
（×）7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（√）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（√）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（√）（4）温度误差是影响传动精度的因素（√）三、单项选择题1.步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（B）决定转角位移的一种伺服电动机。
A脉冲的宽度B脉冲的数量C脉冲的相位D脉冲的占空比2.对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B）。
A.1<s<2B.0<s1C.-1<s<1D.-1<s<03.PWM指的是（C）。
A.机器人B.计算机集成系统C.脉宽调制D.可编程控制器4.PD称为（B）控制算法。
A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（A）方法实现。
A.插补B.切割C.画线D.自动四、填空题1.在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信。
2.微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道。
3.在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度并尽量高伺服系统的响应速度。
4.一般来说，伺服系统的执行元件主要分为电磁式液压式气压式和其它等四大类型。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
2 高低压功率放大器
采用脉冲变压器TI组成的高低压控制电路原理图
有脉冲输入时
•T1、T2、T3、T4饱和导通 脉冲变压器TI 二 次 侧 感 生 一 个 电 压 ——T3 导 通 ——80v 的高压——T3——W，使电流迅速上升
这两种脉冲分配器的工作方式基本相同，当各个引脚 连接好之后，主要通过一个脉冲输入端，控制步进的 速度；一个输入端控制电动机的转向；并有与步进电 动机相数相同数目的输出端分别控制电动机的各相。
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
方向
J3r、J3L两端子是三相双三拍的控制端，J6r、J6L是三相六拍的控制端。三相双 三拍工作时：若J3r＝“1”，而J3L＝“0”，则电机正转；若J3r＝“0”，J3L＝ “1”， 则电机反转；三相六拍供电时：若J6r＝“1”，J6L＝“0”，则电机正转； 若J6r＝“0”，J6L＝“1”，电机反转。R2是双三拍的复位端，R1 是六拍的复位 端，使用时，首先将其对应复位端接入高电平，使其进入工作状态，然后换接 到工作位置。CL端是时钟脉冲输入端，EN是时钟脉冲允许端，用以控 制时钟 脉冲的允许与否。当脉冲CP由CL端输入，只有EN端为高电平时，时钟脉冲的 上升沿才起作用。CH250也允许以EN端作脉冲CP的输入端，此时， 只有CL为 低电平时，时钟脉冲的下降沿才起作用。A、B、C为环形分配器的三个输出端， 经过脉冲放大器（功率放大器）后分别接到步进电动机的三相线 上。
•当T2进入稳定状态后，TI二次侧的感应 电 压 为 零 ——T3 截 止 ——l2v 低 压 —— D1——W
•输入脉冲结束后， T1、T2、T3、T4又都 截止，储存在W中的能量——18欧电阻和 D2放电（18欧电阻的作用是减小放电回路 的时间常数，改善电流波形的后沿。）
•该电路由于采用高压驱动，电流增长加 快，脉冲电流的前沿变陡，电机的转矩和 运行频率部得到了提高。
驱动电路：一种脉冲放大电路，使脉冲具有一定的功率驱动能力。 要求： ① 提高步进电动机的快速性； ② 提高步进电动机的平稳性。
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
1 单电压限流型驱动电路（单电压功率放大电路）
绕组W
二极管VD，续流泄放，保护功放管
w
w
w
限流电阻R， 避免电机烧 坏,一般520Ω
功率放大器3DK4,3DD15
2、脉冲分配控制——硬件（环形分配器）
电源
A相驱动
CNC
CLK
装置 DIR
环形
B相驱动
M
FULL/HALF 分配器 C相驱动
三相硬件环形分配器的驱动控制
C1,C2,C3为双 稳态触发器
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
3、 专用环形分配器器件
目前市场提供的国产TTL脉冲分配器有三相 （YBO13）、四相（YBO14）、五相（YBO15）和 六相（YBO16），均为18个管脚的直插式封装。 CMOS集成脉冲分配器也有不同型号，例如CH250型 用来驱动三相步进电动机，封装形式为16脚直插式。
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
4528触
发
低 电
步序 正转 反转
导电相
A AB B BC C CA
工作状态 CB A 001 011 010 110 100 101
数值（16进制） 程序的数据表
TAB
01H
TAB0 DB01H
03H
DB03H
02H
DB02H
06H
DB06H
04HDB04H来自05HTAB5 DB05H
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
• 专用环形分配器 使用方便、接口简单.如：CH250三相绕组分频器 ；L297
和PMM8714两相绕组分频器；PMM8713五相绕组电机分频器等。
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
1、软件脉冲分配的控制 计算机控制的步进电机驱动系统中，使用软件实现脉冲分配。常
用查表法。对于三相六拍环形分配器，每当接收到一个进给脉冲指令， 环形分配器软件根据下表所示真值表，按顺序及方向控制输出接口将A、 B、C的值输出即可。把表中的数值按顺序存入内存的EPROM中，并分别 设定表头的地址为TAB0。计算机的P1口按从表头开始逐步加1的顺序变 化，电动机正相旋转，如果按从TAB5，逐步减1的顺序变化，电动机则 反转。
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
四、步进电动驱动与控制
步进式伺服驱动系统工作原理
系统由 “步进电机驱动线路” + “步进电机” 组成，对工作台位 移、速度和运动方向进行控制
指进 令给
步进电机驱动线路
步进电机
机 床
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
步进电动机的驱动
步进电机的驱动电路：主要由脉冲分配器和功率放大器两 部份组成。 变频控制信号：主要有脉冲频率信号和方向控制信号。
变频信号
方向信号
脉冲 分配器
功率 放大器
步进电机驱动电路的组成
脉冲分配器的作用是产生多路顺序脉冲信号，从而使电机绕组的通 电顺序按一定规律变化。
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
（一）环形脉冲分配方法
• 利用计算机软件，差表或计算进行脉冲的环形分配 成本低、利于多相的脉冲分配 、占用计算机机时
• 小规模集成电路环形分配器 搭接灵活、不占用计算机机时
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
（二）功率放大器(驱动电路）
步进电机使用脉冲电源工作，环型脉冲分配器输出的电流很小， 必需经过功率放大。其驱动电路方式有多种,过去常采用单电压、高 低压驱动电源（电压型），现在则多采用恒流斩波和调频调压（电 流型）等形式的驱动电源。
4 伺服系统—步进电动机及其驱动控制
N1不触发 低电平
高 电 平
T1导通
低电平
V1 截 止
绕组中 也无电 流通过
V2 截 止
当输入端为低电平时，低压部分的VM0S管V2(IRF250)栅极为低电平，V2 截止。同时单稳态电路N1不触发，Q端6脚输出高电平，开关管T1(3DAl50)饱 和导通，高压管Vl(IRF250)栅极为低电平，V1截止，绕组中也无电流通过。