一种步进电机转子位置检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及步进电机检测技术，具体是指一种步进电机转子位置检测装置。
【背景技术】
[0002]步进电机作为执行元件，是数字控制的电动机，它将输入脉冲转换成一定角度的角位移。由于采用细分驱动，可以解决步进电机低频振荡等一些运行缺陷，扩展了其应用范围。目前步进电机的位置控制一般采用开环控制和闭环控制，大部分的步进电机控制系统采用开环控制，无法实现对电机其实时位置和转速进行跟踪和控制，系统的精度不高。虽然现在采用一些位置控制方法，如使用倾角传感器和相应的处理，实现步进电机位置信息及时反馈，但是由于这种方法实现复杂且不经济。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种步进电机转子位置检测装置，实现在无位置传感器下对步进电机转子位置的精准跟踪和控制作用。
[0004]为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是:
[0005]一种步进电机转子位置检测装置，具有微机控制器、斩波器、低通滤波器及电机驱动模块，微机控制器内具有处理模块、双12位DA转换模块和双12位AD采样模块；处理模块的控制端经由斩波器电连接电机驱动模块，电机驱动模块的输出端电连接步进电机；双12位DA转换模块的信号输出端电连接斩波器的信号输入端，电机驱动模块的电流采样端电连接低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端分别电连接双12位AD采样模块及斩波器的信号输入端。
[0006]所述微机控制器内还设有正弦阈值滤波模块，该正弦阈值滤波模块电连接于双12位AD采样模块与处理模块之间。
[0007]所述微机控制器还电连接有上位机。
[0008]所述微机控制器的输入端还连接有按键模块。
[0009]采用上述方案后，本新型步进电机转子位置检测装置，通过双12位DA转换模块，给斩波器输入两路幅值相同、相位相差正弦波参考电压，通过与电机相电流反馈值进行比较，实现恒流斩波控制；同时利用AD采样模块，对步进电机的相电流进行实时采样，实现对步进电机两相电流的实时跟踪；通过处理模块的微机软件算法对数据信息进行处理，得到步进电机转子的位置信息和步进电机运转的速度，实现对步进电机的无位置传感器的精准控制。整个控制器设计生产成本低，具有很高的研究和推广价值。
【附图说明】
[0010]图1是本新型步进电机转子位置检测装置的电路原理框图；
[0011]图2是本新型检测装置的转子位置检测的控制原理图。
[0012]标号说明
[0013]微机控制器I双12位DA转换模块11
[0014]双12位AD采样模块12斩波器2
[0015]电机驱动模块 3低通滤波器4
[0016]上位机 5按键模块6
[0017]步进电机M。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本案作进一步详细的说明。
[0019]本案涉及一种步进电机转子位置检测装置，如图1所示，主要具有微机控制器1、斩波器2、低通滤波器4及电机驱动模块3。
[0020]微机控制器I内具有处理模块、正弦波发生器、恒流比较器、双12位DA转换模块11和双12位AD采样模块12。处理模块、正弦波发生器及恒流比较器依次电连接，恒流比较器的输出端经由斩波器2电连接电机驱动模块3，电机驱动模块3的输出端电连接步进电机M0双12位DA转换模块11的信号输出端电连接斩波器2的信号输入端，电机驱动模块3的电流采样端电连接低通滤波器4的输入端，低通滤波器4的输出端分别电连接双12位AD米样模块12及斩波器2的信号输入端。
[0021]优选的，微机控制器I内还设有正弦阈值滤波模块，该正弦阈值滤波模块电连接于双12位AD采样模块12与处理模块之间。再有微机控制器I还电连接有上位机5，以进行上位控制作用。微机控制器I的输入端还可以连接有按键模块6，以便于对微机控制器I操控作用。
[0022]所述微机控制器I较佳地采用C8051f020芯片，斩波器采用L6006d斩波器，电机驱动模块3采用L298N电机驱动模块。
[0023]本新型步进电机转子位置检测装置，控制原理如图2所示，通过双12位DA转换模块11，给斩波器2输入两路幅值相同、相位相差正弦波参考电压，通过与电机相电流反馈值进行比较，实现恒流斩波控制；在步进电机恒流正弦斩波的细分控制基础上，利用高速和高精度的双路AD采样模块12对步进电机M的两相电流进行实时采样，得到两相的实际电流值，与理论电流值计算求出两者的差，得出实际位置与理论位置的相对位置，对两相的输出电流进行调节，实现步进电机的转子位置检测和控制。
[0024]通过处理模块的微机软件算法对数据信息进行处理，得到步进电机转子的位置信息和步进电机运转的速度，实现对步进电机的无位置传感器的精准控制。由于系统采用正弦阈值滤波，阈值是随着转子位置的变化而变化，减少了因固定阈值而产生的系统测量误差，使得算法更加贴近实际电机相电流的变化情况，从而可以提高系统对位置信息判断的准确性。
[0025]以上所述仅为本新型的优选实施例，凡跟本新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本新型权利要求的范围。
【主权项】
1.一种步进电机转子位置检测装置，其特征在于:具有微机控制器、斩波器、低通滤波器及电机驱动模块，微机控制器内具有处理模块、双12位DA转换模块和双12位AD采样模块；处理模块的控制端经由斩波器电连接电机驱动模块，电机驱动模块的输出端电连接步进电机；双12位DA转换模块的信号输出端电连接斩波器的信号输入端，电机驱动模块的电流采样端电连接低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端分别电连接双12位AD采样模块及斩波器的信号输入端。2.如权利要求1所述的一种步进电机转子位置检测装置，其特征在于:所述微机控制器内还设有正弦阈值滤波模块，该正弦阈值滤波模块电连接于双12位AD采样模块与处理模块之间。3.如权利要求1所述的一种步进电机转子位置检测装置，其特征在于:所述微机控制器还电连接有上位机。4.如权利要求1所述的一种步进电机转子位置检测装置，其特征在于:所述微机控制器的输入端还连接有按键模块。
【专利摘要】本实用新型公开一种步进电机转子位置检测装置，具有微机控制器、斩波器、低通滤波器及电机驱动模块，微机控制器内具有处理模块、双12位DA转换模块和双12位AD采样模块；处理模块的控制端经由斩波器电连接电机驱动模块，电机驱动模块的输出端电连接步进电机；双12位DA转换模块的信号输出端电连接斩波器的信号输入端，电机驱动模块的电流采样端电连接低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端分别电连接双12位AD采样模块及斩波器的信号输入端。本新型实现在无位置传感器下对步进电机转子位置的精准跟踪和控制作用，整个控制器设计生产成本低，具有很高的研究和推广价值。
【IPC分类】H02P8/34
【公开号】CN204886767
【申请号】CN201520685837
【发明人】郑雪钦, 高锵源
【申请人】厦门理工学院
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月8日