航天公开课步进电动机的控制系统思维导图

无论是来自数控系统的插补信号，还是各种类型的误差补偿信号、手动信号及手动回原点信号等

其目的是使天线正向或反向运动

首先必须将这些信号混合为使天线正向运动的“正向运动”信号

使天线反向运动的“反向运动”信号，由脉冲混合电路来实现此功能

当天线在运动脉冲的控制下正在沿某一方向运动时，各种补偿脉冲的存在

可能还会出现极个别的反向运动脉冲，这些与正在运动方向相反的个别脉冲指令的出现

意味着执行元件即步进电动机正在沿着一个方向旋转时，再向相反的方向旋转极个别的步距角

一般采用的方法是，从正在运动方向的运动脉冲指令中抵消相同数量的反向补偿脉冲

这也正是加减脉冲分配电路的功能

加减速电路又称自动升降速电路。根据步进电动机加减速特性

进入步进电动机定子绕组的电平信号的频率变化要平滑，而且应有一定的时间常数

但由于来自加减脉冲分配电路的运动脉冲频率是有跃变的

因此，为了保证步进电动机能够正常、可靠地工作，此跃变频率必须首先进行缓冲

使之变成符合步进电动机加减速特性的脉冲频率

然后再送入步进电动机的定子绕组，加减速电路就是为此而设置的

它由同步器、可逆计数器、数模转换电路和RC变频振荡器4部分组成

同步器的作用是使运动脉冲f a 和由RC变频振荡器来的脉冲f b 不会在同一时刻出现

以防止f a 和f b 同时进入可逆计数器，使可逆计数器在同一时刻既作加法又作减法

产生计数错误。RC变频振荡器的作用是将数模转换器输出的电压信号转换成脉冲信号

脉冲的频率与电压值的大小成正比。数模转换电路的作用是将数字量转换为模拟量

环形分配器的作用是把来自于加减速电路的一系列运动脉冲指令转换成控制步进电动机定子绕组通、断电的电平信号

电平信号状态的改变次数及顺序与运动脉冲的数量及方向相对应

如对于三相三拍步进电动机，若“l”表示通电，“0”表示断电，A、B、C是其三相定子绕组

则经环形分配器后，每来一个运动脉冲指令，A、B、C应按（100）→（010）→（001）→（100）…的顺序改变一次

环形分配器有硬件环形分配器和软件环形分配器两种形式

硬件环形分配器是由触发器和门电路构成的硬件逻辑线路

现在市场上已经有集成度高、抗干扰性强的PMOS和CMOS环形分配器芯片供选用

也可以用计算机软件实现脉冲序列分配的软件环形分配器

功率放大器又称功率驱动器或功率放大电路

从环形分配器来的运动控制信号的电流只有几毫安，而步进电动机的定子绕组的电流需要几安

因此，需要功率放大器将来自环形分配器的脉冲电流放大到足以驱动步进电动机旋转

由于步进电动机绕组是感性负载，因此，步进电动机的功率放大器又有其特殊性

如较大的电感影响快速性、感应电动势带来的功率管保护等问题

步进电动机所使用的功率放大器有电流型和电压型。电流型有恒流驱动型、斩波驱动型等

电压型有单电压型和双电压型（高低压型）