›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (2): 77-85.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0022

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基于FPGA的星载步进电机控制电路设计

 林方1, 王煜2,*, 付毅宾2, 陆钒2, 常振1,2, 邱晓晗1,2   

  1. 1中国科学技术大学,合肥230031
    2中国科学院安徽光学精密机械研究所,合肥230031
  • 收稿日期:2016-11-09 修回日期:2016-11-30 出版日期:2017-06-25 发布日期:2017-01-24
  • 作者简介:林方(1992-),男,硕士研究生,flin@aiofm.ac.cn,研究方向为电子学开发、电机控制等 *通讯作者:王煜(1970-),男,博士,研究员,yuwang@aiofm.ac.cn,研究方向为电子学开发、光电信息获取、CCD成像光谱仪等
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(41275037),安徽省自然科学基金(1408085MKL49)

DesignofsteppermotorcontrolcircuitforsatellitebasedonFPGA

 LIN  Fang1, WANG  Yu2,*, FU  Yi-Bin2, LU  Fan2, CHANG  Zhen1,2, QIU  Xiao-Han1,2   

  1. 1UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230031,China
    2AnhuiInstituteofOpticsandFineMechanics,ChineseAcademyofScience,Hefei230031,China
  • Received:2016-11-09 Revised:2016-11-30 Online:2017-06-25 Published:2017-01-24

摘要: 针对航天设备在轨运行时间长、不易更换的特点,提出了一种力矩宽且范围可调的步进电机控制电路设计。该电路原理样机以Xilinx公司的XC3S400pq-208型FPGA为核心控制芯片,以LMD18200为步进电机驱动芯片。在对电路总体设计进行介绍的基础上,重点阐述了航天过程中步进电机阻力矩增加的问题,以及通过脉冲频率和PWM控制技术调节输出力矩的方法。试验结果表明,力矩可调范围的最大值能够使力矩裕度达到4,匹配步进电机在轨运行过程中的力矩要求。

关键词: 航天设备, 力矩可调, 步进电机控制电路, FPGA, PWM控制技术

Abstract: Adesignofacircuitcontrollingsteppermotorsinawiderangeofmomentforspecialcharacteristicsoflongin-orbitoperationandthedifficultytoreplaceinspaceequipmentswasproposed.ThisdesignutilizesFPGA,XilinxchipXC3S400-208,asthecorecontrolchipandLMD18200asthedrivingchipofsteppermotors.Onthebasisofadescriptionofthecircuit,theproblemoftheincreaseofresistancemomentandthesolutionsofoutputmomentadjustmentinspaceequipmentsbyPWMcontrolandimpulsefrequencywerediscussed.Testsverifiedthatthedesign′smaximumvalueofoutputmomentinrangemakesmomentmarginreach4andtherangeofadjustingmatchestherequestsofspaceequipments.

Key words: spaceequipments, adjustablemoment, acircuitcontrollingsteppermotors, FPGA, PWMcontrol