随着国际国内海运事业的发展,船舶航行安全越来越受到人们的重视。航向是航海的第一要素。船舶电罗经作为船舶的导航设备,是航海导航的必不可少的设备之一,在航行安全中具有举足轻重的地位。它的使用性能直接影响着船舶航行的安全和预定航行任务的完成。 步进电机以其独特的特点可以在无速度传感器和无位置传感器系统中实现精确的开环状态定位或同步运行。我们通过调节发送给步进电机的步进脉冲个数方便的实现精确的位移或者角度定位,而调节发送的步进脉冲频率就可以实现速度调节,这些都有利于装置或设备的小型化和低成本,因而在众多领域中得到广泛的应用。 细分驱动技术是一种能有效改善步进电机低频特性和提高步进精度的驱动技术。广泛应用于对工况要求较高的场合,尤其在一些要求高精度、低噪音、低振动的系统中,细分驱动成为步进电机驱动的首选驱动技术。 本文在对步进电机细分驱动技术、PWM逆变技术以及DSP控制技术原理研究的基础上,分析了细分驱动对于改善步进电机运行性能的作用,论述了正弦波细分驱动可以实现等步距角、等力矩均匀细分驱动的原理,提出了一种全数字式SPWM波细分驱动技术。将全数字PWM逆变技术应用步进电机的细分驱动中,并结合DSP控制技术,实现了一种新型的全数字式步进电机控制系统,并将其应用到船舶电罗经复示器的电机控制系统中。本文采用TMS320LF2407ADSP微控制器作为核心控制器件,采用专门为两相/四相步进电机设计的L298N双全桥驱动芯片作为功率驱动器件,文中对整个系统的架构及硬件电路和软件程序设计都做了详细的介绍。 最后本文又通过实验对这个系统的可靠性和步进精度进行了测试,实验结果表明该系统能够满足用户的定位精度要求,有效的抑制了运行噪声和机械振动。同时由于该系统实现了硬件电路的高度集成化和步进电机的恒力矩细分驱动,从而提高了系统的可靠性,降低了成本,具有较强的实用性。