基于細(xì)分驅(qū)動的船用儀表步進電機控制的實現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
由于溫度與電壓之間的非線性關(guān)系及電機齒輪的誤差影響，導(dǎo)致滿度定位有偏差，可以通過分段線性處理的方法，在半滿量程點、2/3滿量程點和滿量程點，對式（4）進行補償修正，從而獲得準(zhǔn)確的定位。
3.2 儀表指針跟蹤算法的實現(xiàn)
儀表指針運行的效果要求平滑且跟蹤快，要滿足這兩項要求，必須要有好的升降頻控制算法，因此必須在軟件設(shè)計上配合實現(xiàn)硬件電路的細(xì)分驅(qū)動。硬件電路提供驅(qū)動步進電機的階梯波形，軟件設(shè)計將控制此波形的時間間隔，使得指針快速、精準(zhǔn)地定位，并且平滑、無卡滯地運行。
常用的升降頻控制方法有3種：直線升降頻、指數(shù)曲線升降頻、拋物線升降頻。直線升降頻是以恒定的加速度進行升降，平穩(wěn)性較好，適用于速度變化較大的快速定位方式。軟件實現(xiàn)比較簡單，但其加速度時間比較長。指數(shù)升降頻控制具有較強的跟蹤能力，但當(dāng)速度變化較大的時侯其平衡性較差。拋物線升降頻是將直線升降頻和指數(shù)曲線升降頻相融合，充分考慮到步進電機低速時的有效轉(zhuǎn)矩，使升降速的時間大為縮短，同時又考慮使其具有較強的跟蹤能力。
指針跟蹤程序流程圖如圖5所示，查參數(shù)-微步數(shù)表得到目標(biāo)微步數(shù)后，與當(dāng)前位置比較確定指針的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)角。為使指針能快速跟蹤、準(zhǔn)確定位，需要按拋物線升降頻法，建立一張位置差值-指針?biāo)俣缺恚?dāng)目標(biāo)位置離當(dāng)前位置較遠(yuǎn)時，指針?biāo)俣容^快，反之則較慢，如參數(shù)突然變化較大，不能直接從上一較快（較慢）的指針?biāo)俣纫淮巫兓捷^慢（較快）的目標(biāo)速度，會使指針產(chǎn)生卡滯、抖動等現(xiàn)象。
將步進電機應(yīng)用到船用儀表中，推動了數(shù)字化指針儀表的發(fā)展，顯示方式更符合人機工程學(xué)的要求。本文對實現(xiàn)組合電阻式步進電機細(xì)分驅(qū)動的軟硬件設(shè)計進行了描述，與專用芯片法（硬件）和PWM脈寬調(diào)制法（軟件）相比，性價比較好。儀表指針跟蹤位置的準(zhǔn)確性、快速性及運行平穩(wěn)性都超過了普通模擬指針表的功能，有著較強的通用性和廣闊的應(yīng)用前景。
評論