中国空间科学技术

中国空间科学技术 ›› 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 Published:2017-06-25 Online:2017-01-24

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被引次数

3

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