没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于单片机控制的步进电机调速系统的设计.pdf
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 3 浏览量
2023-06-13
22:38:55
上传
评论
收藏 1.37MB PDF 举报
温馨提示
试读
40页
基于单片机控制的步进电机调速系统的设计.pdf
资源推荐
资源详情
资源评论
文档从互联网中收集,已重新修正排版,word 格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。
目 录
基于单片机控制的步进电机调速系统的设计
中文摘要 ................................................................. 3
关键词 ................................................................... 3
ABSTRACT: ................................................ 错误!未定义书签。
KEY WORDS: ............................................................... 4
前 言 .................................................................. 4
1.1
1.2
1.3
步进电机的特点 ..................................................... 5
步进电机的基本参数 ................................................. 5
步进电机的技术参数 ................................. 错误!未定义书签。
1.4 步进电机的分类 ..................................................... 8
1.5 步进电机详细调速原理: ............................................. 8
第 2 章 本次设计的基本要求 ................................................ 9
2.1 基本要求 .......................................................... 9
第 3 章 方案的论证 ....................................................... 9
3.1 控制方式的确定 .................................................... 9
3.2 驱动方式的确定 ................................................... 11
3.3 驱动电路的选择 ................................................... 11
3.4 基本方案的确定 ................................................... 12
第 4 章 硬件电路的设计 .................................................. 12
4.1 单片机的选择 .................................................... 12
4.2 步进电机的选择 .................................................. 13
4.3 驱动电路的选择 .................................................. 16
4.4 显示电路与键盘的选择 ............................................ 17
4.5 反馈电路的选择 .................................................. 18
第 5 章 算法的设计: .................................................... 19
1word 格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。
文档从互联网中收集,已重新修正排版,word 格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。
5.1 PID 控制算法 ..................................................... 30
第 6 章 软件的设计 ..................................................... 23
6.1 显示子程序的设计 ................................................. 23
6.2 键盘子程序的设计 ................................................. 23
6.3 驱动程序流程的设计: ............................................. 24
6.4 正反转程序流程图 ................................................. 24
第 7 章 实验结果与分析 ................................................. 25
7.1 有关参数的计算与分析 ............................................. 25
7.2 理论与实际的分析 ................................................. 26
附 录 .................................................................. 26
第 8 章 总 结 ............................................................ 39
参考文献 ................................................................ 39
致 谢 ................................................................ 40
2word 格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。
文档从互联网中收集,已重新修正排版,word 格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。
基于单片机控制的步进电机调速系统的设计
中文摘要:
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况
下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影
响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步
进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电
机来控制变的非常的简单。步进电机的调速一般是改变输入步进电机的脉冲的频率来实
现步进电机的调速,因为步进电机每给一个脉冲就转动一个固定的角度,这样就可以通
过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率,延时的长短来
具体控制步进角来改变电机的转速,从而实现步进电机的调速。在本设计方案中采用
AT89C51 型单片机内部的定时器改变 CP 脉冲的频率从而实现对步进电机的转速进行控
制,实现电机调速与正反转的功能。
关键词: 步进电机, 单片机, 调速系统
Abstract:
Step-by-step electric motor is the ring opening gating element changing electricity pulse
signal into angular displacement or line displacement. Under the situation of must overload,
the electric motor rotation rate , discontinuous location depend on pulse signal frequency and
pulse number only , make free from being loaded with the effect changing ,but be that being
added a pulse signal , the electric motor by electric motor is to have rotated a step spur angle.
This gleam of the sexual relationships existence, adds step-by-step electric motor
characteristics such as only having the cyclicity error but there being no accumulative
error.Feasible simplicity controlling a field using step-by-step electric motor to come to
control changeable extraordinary in speed , location etc.Step-by-step electric motor speed
regulation general be change import step-by-step electric motor pulse frequency come true
step-by-step electric motor speed regulation, because of step-by-step electric motor every be
given to a pulse right away rotate one fixed angle, such right away not bad pass under the
control of step-by-step electric motor a pulse arrive at next pulse period come to change pulse
frequency,Come to control the speed regulation , realizing step-by-step electric motor thereby
to come to change the electric motor rotation rate step-by-step angle concretely the deferred
length. Frequency adopt the internal timer of AT89C51 type monolithic machine to change CP
3word 格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。
文档从互联网中收集,已重新修正排版,word 格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。
pulse in the design plan in realizes the speed regulation controlling , realizing an electric
motor and the function that the positive and negative rotates being in progress to step-by-step
electric motor rotation rate thereby.
Key words:Step-by-step electric motor , monolithic machine , speed regulation system
前 言
步进电机最早是在 1920 年由英国人所开发。1950 年后期晶体管的发明也逐渐应用
在步进电机上,这对于数字化的控制变得更为容易。以后经过不断改良,使得今日步进
电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的
机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中,我们很容易发现步
进电机的踪迹,尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性
场合步进电机用得最多。步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一, 广泛
应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与
日俱增,在各个国民经济领域都有应用。
步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。步进电机可以直接
用数字信号驱动,使用非常方便。一般电动机都是连续转动的,而步进电动机则有定位
和运转两种基本状态,当有脉冲输入时步进电动机一步一步地转动,每给它一个脉冲信
号,它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比,在时
间上与输入脉冲同步,因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序,
便可获得所需的转角、转速及转动方向。在没有脉冲输入时,在绕组电源的激励下气隙
磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。因此非常适合于单片机控制。步进电机还具
有快速启动、精确步进和定位等特点,因而在数控机床,绘图仪,打印机以及光学仪器
中得到广泛的应用。步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动
机。传统电动机作为机电能量转换装置,在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关
键的作用。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为 100%)
的特点,广泛应用于各种开环控制。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混
合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。永磁式步进电机一般为两相,转矩和体积较
小,步进角一般为 7.5 度 或 15 度;反应式步进电机一般为三相,可实现大转矩输出,
步进角一般为 1.5 度,但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制
成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。混合式步进电机是指混合了永
4word 格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。
文档从互联网中收集,已重新修正排版,word 格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。
磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8 度而五相步进角一
般为 0.72 度。这种步进电机的应用最为广泛,也是本次细分驱动方案所选用的步进电
机。
第 1 章 步进电机概述
1.1 步进电机的特点
:
1) 一般步进电机的精度为步进角的 3-5%,且不累积。
2) 步进电机外表允许的温度高。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,
从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材
料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏 130 度以上,有的甚至高达摄氏 200
度以上,所以步进电机外表温度在摄氏 80-90 度完全正常。
3)步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时,电机各相绕组的电感
将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或
速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。
4)步进电机低速时可以正常运转 ,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。步进
电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频
率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。在有负载的情
况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应该有加速过程,即启
动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。
1.2 步进电机的工作原理:
步进电机是一种用电脉冲进行控制 ,将电脉冲信号转换成相位移的电机 ,其机械
位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成正比 ,每一个脉冲信号可使
步进电机旋转一个固定的角度.脉冲的数量决定了旋转的总角度 ,脉冲的频率决定了电
机运转的速度.当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转
动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以
通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲
频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
1.3 步进电机的技术参数:
1) 空载启动频率:
5word 格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。
剩余39页未读,继续阅读
资源评论
hhappy0123456789
- 粉丝: 59
- 资源: 5万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功