肖 锋 林荣文

（福州大学电气工程与自动化学院，福州 350108）

步进电机的细分驱动控制主要是为了提高系统的分辨率以提高精度和防止步进电机低频振荡，以增加运行的平稳性[1]。本文通过Proteus仿真软件对步进电机细分控制进行仿真，仿真结果可以看出，经过细分控制后不仅步进电机的步距角减小，而且定子绕组电压和电流的突变值也减小，可以看出细分控制能够改善电机低速运行时的性能。

1 步进电机细分控制的原理

图1 细分控制原理图

2 仿真电路的建立

本次设计中，在Proteus中搭建电路，通过C51单片机提供PWM波，控制步进电机A,B两相的电压，控制系统如图2所示。电路中主要包括4部分：单片机控制单元、步进电机驱动电路、测量模块、控制对象。单片机控制单元产生PWM波；驱动电路为两个2N6660型号的P-MOSFET组成的BUCK电路，通过单片机输出的PWM波控制A、B两相绕组的电压。测量模块使用的是Proteus自带的仿真表格，用于测量 A相电流和电压波形；控制对象选用的是两相步进电机，其内阻设置为20Ω，电感为10mh。电路中在A、B两相加入电容，对高频谐波进行滤波，使两相电压的波动减小，利于电机的控制。

图2 控制系统图

3 仿真实验结果

本设计通过 Proteus仿真软件对步进电机转子从A相运行到B相的过程进行8细分控制了仿真。从步进电机运行的仿真结果显示，原来步进电机由A相运行到B相时，步距角由是0°～90°一次跨越的，如图3所示。

图3 细分控制前A相运行到B相的仿真结果

细分控制后，在0～90°的状态之间加入了6个状态，步进角的变化过程如下：0°→15.3°→29.2°→36.4°→45.2°→61°→74.9°→90°，如图 4 所示。……