Разработка контроллера для униполярных шаговых двигателей

Секция «Автоматика и электроника»

Проведенный сравнительный анализ показал, что имитатор с переключением ОС в непрерывной части обладает лучшими динамическими характеристиками по сравнению с имитатором с переключением ОС в импульсной части. ИСБ с переключением ОС в импульсной части в режиме стабилизации напряжения обладает более высоким КПД, поскольку в этом режиме непрерывный РЭ закрыт.

Библиографические ссылки

1. Мизрах Е. А. О выборе структуры имитатора первичного источника электроэнергии космического

аппарата // Вестник СибГАУ. Вып. 3. СибГАУ. Красноярск, 2002.

2. Фаренбрух А., Быоб Р.Солнечные элементы: теория и эксперимент; пер. с англ. под ред. М. М. Колтуна. М. : Энергоатомиздат, 1987.

3. Найвельт Г. С., Мазель К. Б., Хусаинов Ч. И. [и др.] Источники питания РЭА : справочник ; под ред. Г. С. Найвельта. М. : Радио и связь, 1986.

© Лобанов Д. К., Мизрах Е. А., 2010

УДК 681.51

Р. А. Мирзаев Научный руководитель - Н. А. Смирнов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

РАЗРАБОТКА КОНТРОЛЛЕРА ДЛЯ УНИПОЛЯРНЫХ ШАГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Создана система управления униполярным шаговым двигателем. Написана программа, генерирующая последовательность управляющих сигналов с компьютера на контроллер. Разработана топология платы контроллера и спаяна плата контроллера.

В современном производстве необходима автоматизированная техника, и особенно, станки с числовым программным управлением. В них широко используются шаговые двигатели, позволяющие перемещать инструмент или деталь с высокой точностью без использования обратной связи. Поэтому аспекты применения шаговых двигателей сейчас весьма актуальны. В частности, система управления шаговыми двигателями, которая сложнее, чем двигателями постоянного тока. Данная работа направлена на модернизацию контроллера униполярных шаговых двигателей, а также создание программы управления ими через компьютер.

В работе [1] предлагается использование микросхемы КР555ТМ7 и драйвера униполярных шаговых двигателей ULN2004. Но в ходе анализа контроллера был выявлен ряд недостатков: отсутствует схема платы в Sprint-Layout с LPT-портом; предлагаемая программа TurboCNC не сохраняет некоторые настройки портов вывода и не учитывает особенности механического устройства.

Выявленные проблемы были решены следующим образом: на плате установлена пара транзисторных ключей для управления шпинделем, и каким либо другим силовым элементом станка (данные ключи используются для управления платой силовых реле); написана программа управления шаговыми двигателями с компьютера.

Программирование собственной программы -гибкий инструмент, позволяющий подстроить систему управления под конкретный станок, учитывающий все его особенности. Программа должна поочередно подавать нулевой потенциал на каждую из четырех обмоток шагового двигателя, для того, чтобы через нее стекал ток, образуя движущую силу и поворачивая двигатель на один шаг.

Разработанная на MS Visual C++ программа включает код:

void CLPTtimer2Dlg::OnStartTimer() { 0ut32(0x378, 0); SetTimer(1, 500, NULL); c=1; } void CLPTtimer2Dlg::0nStopTimer() { KillTimer(l); }

void CLPTtimer2Dlg::0nTimer

switch^)

{

В данном операторе выбираются последовательности управляющих сигналов: }

0ut32(0x378, d); // вывод сигнала на LPT-порт CDialog::0nTimer(nIDEvent); }

Процедура 0nStartTimer(), которая вызывается нажатием кнопки, запускает таймер с интервалом 500 миллисекунд; процедура 0nStopTimer() выключает таймер; процедура 0nTimer (UINT nIDEvent) обрабатывает прерывание таймера: выдает сигналы на LPT-порт. Таким образом, через каждые 0,5 секунды двигатель совершает один шаг. При желании можно увеличить скорость вращения.

При создании проекта в MS Visual C++, были использованы функция 0ut32(Port, Data). Данная функция взята из библиотеки inpout32, свободно распространяемой в Интернете и добавленной к проекту. Именно, используя эту библиотеку, удалось сделать программу, работающую с LPT-портом в новых операционных системах MS Windows 2000/XP.

На рисунке показана принципиальная электри-чекская схема платы, выполненная в программе sPlan.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

Принципиальная электрическая схема созданная в программе sPlan

Выводы порта LPT 2-5 управляют током в обмотках. Выводы порта LPT 6-8 разрешают работу нужного двигателя. Эти сигналы подаются на ключи 555ТМ7, а от них на драйвер ULN2003, который преобразует их из ТТЛ в силовые.

Недостатком данной схемы является невозможность одновременного вращения нескольких двигателей с разными скоростями и направлениями, так как сигналы управления током в обмотках одинаковы для всех двигателей.

Если требуется управление более мощными двигателями возможна замена драйвера ULN на поле-

вые транзисторы MOSTEN например IRLZ44N. Также улучшения контроллера возможны введением управления токами фаз с помощью ШИМ. Однако более функциональные схемы будут и дороже и сложнее в проектировании, изготовлении.

Библиографические ссылки

1. Печатные платы контроллера VRI-cnc / Vetrov Roman. URL: http://vri-cnc.ru/modules.php?name= News&new_topic=4. (дата обращения: 15.11.2009).

© Мирзаев Р. А., Смирнов Н. А., 2010

УДК 621.3:34

И. С. Сидорова, А. С. Сидоров Научный руководитель - Е. А. Мизрах Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ИМИТАТОРА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ТИПА

Представлены результаты исследования статической точности имитатора солнечных батарей последовательного типа.

Статическая точность имитатора солнечных батарей (СБ) характеризует погрешность воспроизведения имитатором вольтамперной характеристики СБ и является одним из важнейших показателей качества имитатора.

Для оценки статической точности имитаторов СБ [1] используется приведенная ошибка по току при одном и том же напряжении, которая в упрощенном виде имеет следующий вид

(U) =

IT

к

•100 %,

где /Т(Ц) и /р(Ц) - требуемое (ВАХ СБ) и реальное (ВАХ ИСБ) значение выходной величины.

В общем случае приведенная ошибка по току является суммой двух ошибок

5пр (U) = S (U) + 5прв (U);

где S„

-прм Ц]) - методическая ошибка; 5прв (Ц) - вариационная ошибка.

Методическая ошибка обусловлена реализацией конкретной схемы имитатора (т. е. структурой, коэффициентами звеньев), видом воспроизводимой ВАХ и в случае имитатора СБ последовательного типа имеет следующий вид