FPGA的多通道步进电机控制系统设计*

张华西, 陈佳宇, 刘卿卿, 刘银萍, 严飞

集成电路与嵌入式系统 ›› 2023, Vol. 23 ›› Issue (3) : 71-75.

PDF(1485 KB)
PDF(1485 KB)
集成电路与嵌入式系统 ›› 2023, Vol. 23 ›› Issue (3) : 71-75.
应用精选

FPGA的多通道步进电机控制系统设计*

  • 张华西1, 陈佳宇1, 刘卿卿1,2, 刘银萍3, 严飞1,2
作者信息 +

Design of Multi-channel Stepper Motor Control System Based on FPGA

  • Zhang Huaxi1, Chen Jiayu1, Liu Qingqing1,2, Liu Yinping3, Yan Fei1,2
Author information +
文章历史 +

摘要

提出基于FPGA的多通道步进电机控制系统。首先,改进步进电机梯形加减速算法,降低其计算过程的复杂度;其次,对改进的算法在FPGA硬件平台上移植;最后,使用上位机的可视化操作界面与FPGA控制端共同搭建一套灵活的控制系统,使得参数可在上位机端实时更新配置。实验结果表明,该控制系统能够对电机启停频率进行精确控制,各阶段频率误差在2%以内,且不会出现失步与过冲现象。

Abstract

In the paper,a multi-channel stepper motor control system based on FPGA is proposed.Firstly,the stepper motor trapezoidal acceleration and deceleration algorithm are improved to reduce the complexity of its calculation process.Secondly,the improved algorithm is transplanted on FPGA hardware platform.Finally,the visual operation interface of the host computer and the FPGA control terminal are used.A set of flexible control system is built,so that the parameters can be updated in real time on the host computer.The final experiment results show that the control system can accurately control the start-stop frequency of the motor,the frequency error of each stage is within 2%,and the phenomenon of out-of-step and overshoot will not occur.

关键词

FPGA / 加减速算法 / 多通道步进电机

Key words

FPGA / acceleration and deceleration algorithm / the multi-channel stepper motor

引用本文

导出引用
张华西, 陈佳宇, 刘卿卿, 刘银萍, 严飞. FPGA的多通道步进电机控制系统设计*[J]. 集成电路与嵌入式系统, 2023, 23(3): 71-75
Zhang Huaxi, Chen Jiayu, Liu Qingqing, Liu Yinping, Yan Fei. Design of Multi-channel Stepper Motor Control System Based on FPGA[J]. Integrated Circuits and Embedded Systems, 2023, 23(3): 71-75
中图分类号: TP391   

参考文献

[1] 蔡娜,秦刚,张和铭,等.步进电机速度控制技术研究[J].电子测量技术,2021,44(15):84-88.
[2] 冯涛,李擎,潘月斗,等.步进电机梯形加减速曲线规划控制实验系统设计[J].煤矿机械,2020,41(7):23-25.
[3] 赵立辉,霍春宝.基于FPGA的步进电机多轴联动控制系统[J].电机与控制应用,2013,40(11):42-45.
[4] 齐诗萌,闵华松,黄文晖.基于步进电机的机器人夹持器控制系统设计[J].仪表技术与传感器,2018(9):61-65.
[5] 万绪伟.基于FPGA的步进电机加减速控制系统设计[J].河南科技,2021,40(31):28-30.
[6] 方旭,吴学杰,黄鸿国.多通道步进电机控制系统的设计[J].仪器仪表与分析监测,2014(3):1-4.
[7] 金元郁,李勇,李园园.基于FPGA的步进电机控制器设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2007,7(3):70-71.
[8] 新时达选择莱迪思FPGA实现其最新的伺服电机产品系列[J].单片机与嵌入式系统应用,2021,21(12):94.
[9] 刘雪梅,王卫军.基于嵌入式的步进电机远程控制技术[J].自动化与仪器仪表,2021(7):76-79.
[10] 段长超,刘青正,韩震宇,等.双通道闭环步进电机控制器设计[J].机电工程,2020,37(8):977-982.
[11] 刘鹏,罗衍涛,陈成军,等.基于FPGA的运动控制系统加减速算法设计[J].仪表技术与传感器,2017(6):145-149.
[12] 邱靖超,刘新妹,殷俊龄,等.一种基于FPGA的多通道步进电机控制系统的设计[J].国外电子测量技术,2021,40(4):72-77.

基金

*江苏省产业前瞻与关键核心技术重点项目(BE2020006-2);国家自然科学基金项目(61605083)。
PDF(1485 KB)

52

Accesses

0

Citation

Detail

段落导航
相关文章

/