没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
步进电机控制器设计.doc
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 62 浏览量
2021-10-05
11:19:50
上传
评论
收藏 829KB DOC 举报
温馨提示
试读
16页
步进电机控制器设计.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
. -
单片机原理课程设计
题 目
步进电机控制器设计
学 院 物联网 专 业 自动化
姓 名 学 号
综合得分
. .zj.
. -
2011 年 6 月
目录
二、设计思路及相关内容......................................................................................................5
2.1 设计思路.............................................................................................................................5
2.2 总体设计框图及电路原理图.............................................................................................6
2.3 单片机及其最小系统.........................................................................................................6
2.4 按键电路.............................................................................................................................7
2.5 步进电机状态显示电路.....................................................................................................8
2.6 步进电机驱动电路.............................................................................................................8
三、程序设计...................................................................................................................................10
3.1 程序设计思路...................................................................................................................10
3.2 程序设计流程图...............................................................................................................10
程序流程图如图 4.1 所示......................................................................................................10
. .zj.
. -
摘要:
随着现代科学技术的迅猛开展,尤其是微型计算机的出现,给电机控制带来了
革命性的变革。作为电机家族的重要组成局部,步进电机从一出现就得到了广
泛的应用。由于步进电机能直接承受数字信号,所以特别适宜采用微机进展控
制。本文以“数控机床工作台的直线位移量控制〞 为应用背景,提出了一套可
行的利用步进电机控制工作台准确位移的控制方案。在常见的数控机床中 X-Y
工作台是非常重要的组成局部,如图 1 所示
图 1 X-Y 工作台及内部构造
本文只以工作台在 X 轴方向的直线位移量控制为研究对象。Y 轴方向可以
采取一样的控制方案。步进电机通过丝杠将旋转运动变换为工作台的直线运动,
从而实现工作台的位置控制。根据使用步进电机的情况,可采用齿轮减速,亦
可直接驱动。本文采取直接驱动的方式,步进电机带动滚珠丝杠进而带开工作
台 位 移 。 工 作 台 在 X 轴 方 向 的 最 大 行 程 定 为 300mm , 定 位 精 度 为
Q=0.01mm,滚珠丝杠的螺距为 t=2mm,那么可得到步进电机每转当量数(步
进数)为 N=t/Q=200,那么步进电机的步距角为 θ=360/N=1.8°所以选择步距
角为 1.8°的混合式步进电机,利用了混合式步进电机输出力矩大,动态性能好
的特点。对于步进电机采取“最正确点—位控制〞的方案,由上位机发出控制命
令,通过串行通讯(RS-232 总线)发送给 AT89S51 单片机,后者根据期望的工
作台位移量采取对应的控制策略,保证工作台的准确定位。每次运行完毕后 ,
AT89S51 单片机都向上位机发送相应的状态标志字符,以使操作人员随时能够
了解工作台目前的状态,为下一步动作做好准备。在工作台移动过程中,随时
可以通过上位机控制步进电机锁定,以防止误操作。工作台的移动速度,采用
单片机内部定时器记数的方式设定。单片机的软件系统参加了‘越限’检测程序,
可以在步进电机开场运行之前就完成‘越限’检查。同时,系统参加了 LED 数码
管,适时显示工作台的剩余位移量。
一、涉及内容介绍
1.1 步进电机工作原理
步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时
供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常
工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器
虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能象普通的直流电机,交
流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系
统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算
机等许多专业知识。
. .zj.
. -
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开展,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。
通常电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量
磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场
方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。
每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的
脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。
所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的
转动。
四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍、双四拍、八拍三种工
作方式。单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。八拍工作方
式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的
转动力矩又可以提高控制精度。单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时
序与波形分别如图 2.1 所示:
〔a〕 〔b〕 〔c〕
图 2.1 步进电机的工作方式时序图
步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生,其根本原
理作用如下:
(1)控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配。例如:三相步进电机的三拍工作方式,
其各相通电顺序为 A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制
A,B,C,D 相的通断。
(2)控制步进电机的转向
. .zj.
剩余15页未读,继续阅读
资源评论
pyhm63
- 粉丝: 6
- 资源: 20万+
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