微機控制技術(計算機控制技術)課程設計——步進電機控制系統(tǒng)設計(已修改)
2025-01-28 15:32 本頁面
【正文】 單片機課程設計報告步進電機控制系統(tǒng)設計姓 名： 班 級： B10221 指導老師： 齊建玲 日期： ～ 北華航天工業(yè)學院13一、 設計前述 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。步進電機的調(diào)速一般是改變輸入步進電機的脈沖的頻率來實現(xiàn)步進電機的調(diào)速，因為步進電機每給一個脈沖就轉(zhuǎn)動一個固定的角度，這樣就可以通過控制步進電機的一個脈沖到下一個脈沖的時間間隔來改變脈沖的頻率，延時的長短來具體控制步進角來改變電機的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)步進電機的調(diào)速。本設計還通過按鍵控制電機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。二、設計任務和要求 設計步進電機單片機控制系統(tǒng)，其功能如下：1．具有對步進電機的啟停、正反轉(zhuǎn)、加減速控制；2．控制按鈕分別為正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、以及停止鍵；216。3．能夠通過三位LED數(shù)碼管（或液晶顯示器）顯示當前的轉(zhuǎn)動速度，并且由兩只不同顏色的發(fā)光二極管分別指示正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，因此可以清楚的顯示當前轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)速；4．要求每組選擇的步進電機控制字不同；5．用單片機做控制微機；三、設計原理分析步進工作電機原理1．1步進電機的特點：（1）一般步進電機的精度為步進角的35%，且不累積。（2）步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導致力矩下降。（3）步進電機低速時可以正常運轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲。步進電機有一個技術參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負載的情況下，啟動頻率應更低。如果要使電機達到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。 ：步進電機是一種用電脈沖進行控制 ,將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相位移的電機 ,其機械位移和轉(zhuǎn)速分別與輸入電機繞組的脈沖個數(shù)和脈沖頻率成正比 , ,，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。四相步進電機有兩種運行方式 ；。（1）拍數(shù)： 完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即ABCDA。（2）步距角： 對應一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機為例。四拍運行時步距角為θ=360度/（50*4）=（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ=360度/（50*8）=（俗稱半步）。計算轉(zhuǎn)速176。的步進電機為例（現(xiàn)在市場上常規(guī)的二、176。），四相
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