제어 기능이 있는 스테퍼 모터

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이 모델은 제어된 영구 자석 스테퍼 모터를 구현하기 위해 Stepper Motor Driver 블록과 Stepper Motor 블록을 함께 사용하는 방법을 보여줍니다. 모델은 2가지 제어기 옵션, 즉 위치 제어 옵션과 속도 제어 옵션도 제공합니다. 제어기 유형을 변경하려면 Controller 블록을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 "Variant" -> "다음을 사용하여 재정의"를 선택한 다음 "위치" 또는 "속도"를 선택합니다.

스테퍼의 풀 스텝 크기는 1.8도입니다. 위치 제어 모델에서 입력 Ref는 원하는 스텝 수입니다. 속도 제어 모델에서 입력 Ref는 원하는 초당 스텝 수입니다.

이 모델은 스테퍼의 동특성과 주어진 부하 구동 시 스텝각의 슬립 여부를 연구하는 데 적합한 시스템 수준 모델입니다. 또한 스텝 성능을 개선하기 위해 스테퍼 제어기를 조정하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이 제어기는 완제품 스테퍼 제어기 모듈에 부분적으로 또는 완전히 구현되곤 합니다.

마이크로프로세서(예: PIC)에 알고리즘을 구현하는 대안은 더 큰 유연성을 제공하며, 전체 시스템의 다른 부분을 제어하는 데에도 이 마이크로프로세서를 사용할 수 있습니다. 이 경우 Stepper Motor Driver 블록의 일부를 마이크로프로세서에 구현하고 전력 증폭기 단계만 아날로그 전자 회로에 둘 수도 있습니다.

모델

Simscape 기록의 시뮬레이션 결과

위치 제어 테스트

요구 신호와 비교한 모터 축 각도입니다. 위치 제어 알고리즘은 위치 명령을 스텝 수로 받으며 이를 스테퍼 모터 드라이버를 제어하는 펄스 열로 변환합니다. 각속도 플롯에 표시된 스파이크는 축이 명령된 위치에 정착할 때 생깁니다.

속도 제어 테스트

아래 플롯은 요구 신호와 비교한 모터 축 각도를 보여줍니다. 속도 제어 알고리즘은 속도 명령을 초당 스텝 수로 받으며 이를 스테퍼 모터 드라이버를 제어하는 펄스 열로 변환합니다. 각속도 플롯에 표시된 스파이크는 축이 현재 스텝에 정착할 때 생깁니다.

아래 플롯은 스테퍼 드라이버의 핀 상태가 스테퍼 모터의 동작에 어떤 영향을 미치는지 보여줍니다. 이 드라이버는 ENA 신호가 인에이블 임계 전압 이상으로 상승할 때마다 스텝을 시작합니다.