電流合成向量的插入是實現(xiàn)細(xì)分的關(guān)鍵，而要得到電流合成向量，首先必須產(chǎn)生階梯波。由圖1知，在三相電機半步工作的情況下，要實現(xiàn)4步細(xì)分，就必須將B相電流分成4份，但不是等分，需保證θ1=θ2=θ3=θ4。若θ1、θ2、θ3、θ4分別對應(yīng)的電流向量是IB1、IB2、IB3、IB4，則在θ1所對應(yīng)的三角形內(nèi)，設(shè)步進角為θb，則α=180°-θb，β=θb-θ1，由正弦定理得考慮到一般情況，由于細(xì)分時步進電機控制脈沖波形是階梯型，如對B相進行4步細(xì)分時,其電流輸入依次為IB1、IB1+IB2、IB1+IB2+IB3、IB1+IB2+IB3+IB4，相應(yīng)合成磁勢轉(zhuǎn)過的角度為θ1、θ1+θ2、θ1+θ2+θ3、θ1+θ2+θ3+θ4，此時設(shè)IBk即為電流合成向量中B相階梯波中第k階的電流值，θk即為此時合成磁勢相應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度。由此推出，對B相來講，在步進電機的步進角度為θb時，考慮到IA=IB，則階梯波型其任一階的電流值為同理，可求得A相和C相在細(xì)分時對應(yīng)的階梯波電流值。對(1)式求解，考慮D/A器件DAC0830的轉(zhuǎn)換精度是8位，轉(zhuǎn)換穩(wěn)定時間是1μs，故最大進行了128步細(xì)分的運算，相應(yīng)求得其對應(yīng)的細(xì)分電流值，并進行了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，得到對應(yīng)的二進制數(shù)值列表。此時，列表全部的數(shù)值就是在實現(xiàn)128步細(xì)分時，對應(yīng)階梯波各階的電流值。
2.3 多級細(xì)分驅(qū)動的實現(xiàn)
要在細(xì)分的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多級細(xì)分，就必須針對不同的細(xì)分檔位生成不同的階梯波。為此，該系統(tǒng)采用了循環(huán)增量查表法。首先建立階梯波數(shù)值存儲表格，有兩種方法，一種是針對每種細(xì)分方式建立相應(yīng)的表格，其特點是細(xì)分種類多樣，但表格所占空間較大；另外一種，也就是該系統(tǒng)采用的，以最大細(xì)分檔位對應(yīng)的步數(shù)僅建立一個表格，大大減少了所需的存儲空間，并減少了程序運行中的不穩(wěn)定因素。在具體控制中，該系統(tǒng)通過設(shè)定循環(huán)增量基數(shù)，使不同的細(xì)分檔位對應(yīng)不同的細(xì)分步數(shù)，實現(xiàn)了多級細(xì)分驅(qū)動。
循環(huán)增量基數(shù)是指針對不同的細(xì)分檔位，實現(xiàn)等間隔尋址時相應(yīng)跳躍的步數(shù)。循環(huán)增量基數(shù)是在細(xì)分檔位設(shè)定后，由相應(yīng)的計算公式得到。由于該系統(tǒng)最大細(xì)分步數(shù)為128步，即表格最大長度為128個字節(jié)，若細(xì)分步數(shù)為m步，則循環(huán)增量基數(shù)為LB=(128/m)-1。不同的檔位對應(yīng)不同的循環(huán)增量基數(shù)，同一表格就產(chǎn)生了多級細(xì)分所需的階梯波。
另外，在整步控制的基礎(chǔ)上，若細(xì)分為m步，對每m步運行中的各項電流值進行分析比較，可發(fā)現(xiàn)存在以下規(guī)律，即各相電流值的變化趨勢，隨著相位變化循環(huán)地出現(xiàn)，如表1所示。
表1細(xì)分控制中各相電流值變化規(guī)律 
各相A→BB→CC→A 
A相高→遞減電流值=0增加→高 
B相增加→高高→遞減電流值=0 
C相電流值=0增加→高高→遞減
在表1中,每一種保持或變化都是持續(xù)m/2步，且可看出其良好的循環(huán)性。依據(jù)以上規(guī)律，在具體控制中，該系統(tǒng)單獨對由A→B控制時各相相應(yīng)的電流值變化，實現(xiàn)子程序控制，而對整體控制則采用圓周移位的方式實現(xiàn)，即隨著合成磁勢在A→B、B→C、C→A的轉(zhuǎn)動，對同一輸出地址，相應(yīng)每m步的控制數(shù)據(jù)循環(huán)出現(xiàn)。采用這種方式，簡化了實際控制程序，提高了控制效率。