基于51系列單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)word格式-全文預(yù)覽
【正文】 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 14 LCD_EN = 0。 return(result)。 delayNOP()。 i++) {} } } bit lcd_busy() { bit result。j++)。 } } void mydelay() { for(i=0。 } void delay(uint ms) { uchar t。 //定時(shí) 10000us TL1=0。 uint j。 uchar data in_data[] = {0x01,0x02}。 //顯示緩存 uchar temp。_nop_()。 uchar code cdis2[ ] = { number: }。 sbit LCD_RW = P2^1。 sbit P10=P3^0 。 基于 51 系列單片機(jī) 控制 步進(jìn)電機(jī) 調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 11 七 、 實(shí)驗(yàn) 心得 及體會 通過 本次課程設(shè)計(jì) 我們學(xué)習(xí)到了許多書本上沒有的知識，通過自己查資料和互相討論，對系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)后基本達(dá)到了要求，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)速度閉環(huán)控制 并通過對系統(tǒng)控制算法的比較，綜合考慮，選用了閉環(huán)的 PID 控制，使我們對PID 的控制有了更深刻的認(rèn)識，使自己將理論與實(shí)際相結(jié)合起來同時(shí)對 51 系列的單片機(jī)的設(shè)計(jì)及編程有了更深的了解，學(xué)會了很多。 當(dāng) T=6S 時(shí)，我們通過試湊的方法了解到，當(dāng) PWM=1/300 時(shí)，所給步進(jìn)電機(jī)剛好啟動， 當(dāng) PWM=1/17 時(shí)，步進(jìn)電機(jī)速度達(dá)到最大。 基于 51 系列單片機(jī) 控制 步進(jìn)電機(jī) 調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 9 增量式 PID的控制算法 在位置式 PID控制算法中，每次的輸出與控制偏差 e過去整個(gè)變化過程相關(guān)，這樣 由于偏差的累加作用很容易產(chǎn)生較大的累積偏差，使控制系統(tǒng)出現(xiàn)不良的超調(diào)現(xiàn)象。 另外在 PID控制中， 由于 PID算式選擇的不同，最終所得到的控制 效果是不同的 。 001()t epditdy k e e d t T yTd? ? ? ?? （ 3） 式中： dT 為微分常數(shù)，它的物理意義是當(dāng)調(diào)節(jié)器微分調(diào)節(jié)作用與比例調(diào)節(jié)作用的輸出相等時(shí)所需的調(diào)節(jié)時(shí)間稱為微分常數(shù)． 基于 51 系列單片機(jī) 控制 步進(jìn)電機(jī) 調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 8 PID控制算法 單片機(jī)控制系統(tǒng)通過 A／ D電路檢測輸出值 s，并計(jì)算偏差 e和控制變量 y，再經(jīng) D／ A轉(zhuǎn)換后輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)縮小或消除輸出偏差的目的，使系統(tǒng)輸出值 s穩(wěn)定在給定值區(qū)域內(nèi) 。 積分 調(diào)節(jié)對偏差有累積作 用，所以，只要有偏差 e存在積 分的調(diào)節(jié)作用就會不斷地增強(qiáng)，直至消除比例調(diào)節(jié)器無法消除的靜差值。 比例微分調(diào)節(jié)（ PI） 比例調(diào)節(jié)器的主要缺點(diǎn)是存在無法消除的靜差值，影響了調(diào)節(jié)精度．為了消除靜差值，在比例調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上并人一個(gè)積分調(diào)節(jié)器構(gòu)成比例積分調(diào)節(jié)器，其調(diào)節(jié)規(guī)律可用下列 (2)式表示． 001()tp iy k e edt yT? ? ?? （ 2） 式中： iT 為積分常數(shù)，它的物理意義是當(dāng)調(diào)節(jié)器積 分調(diào)節(jié)作用 與比例調(diào)節(jié)作用的輸出相等時(shí)所需的調(diào)節(jié)時(shí)間稱為積分常數(shù)。 其特點(diǎn)是調(diào)節(jié)器的輸出與控制偏差 e成線性比例關(guān)系，控制規(guī)律為： 0*py k e y?? (1) 式中： pk 比例系數(shù)， 0y 偏差 e為零時(shí)調(diào)節(jié)器的輸出值． 當(dāng)輸出值 S與設(shè)定的期望值 R間產(chǎn)生偏差時(shí)，比例調(diào)節(jié)器會自動調(diào)節(jié)控制變量y(如為控制閥門的開度 )的大小。a,b,c,d 分別接入步進(jìn)電機(jī) 。 “ L”懸空傳感器檢測到物體時(shí) LED 燈發(fā)光。 ②、 CW:接控制器發(fā)給步進(jìn)電機(jī)的走步方向信號線。 ③、地：驅(qū)動電壓 E高、 E 低的的負(fù)極接此座。電壓對力矩影響如下： 4） 功率放大 細(xì)分驅(qū)動器 在步進(jìn)電機(jī)步距角不能滿足使用的條件下，可采用細(xì)分驅(qū)動器來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，細(xì)分驅(qū)動器的原理是通過改變相鄰（ A， B）電流的大小，以改變合成磁場基于 51 系列單片機(jī) 控制 步進(jìn)電機(jī) 調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 4 的夾角來控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的。平均電流越大電機(jī)力矩越大，要達(dá)到平均電流大這就需要驅(qū)動系統(tǒng)盡量克服電機(jī)的反電勢。 2） 信號分配 感應(yīng)子式不僅以二、四相電機(jī)為主，二相電機(jī)工作方式有二相四拍和二相八拍兩種， 具體分配如下：二相四拍為 ,步距角為 度；二相八拍為 ,步距角為 度。 5） 最大空載的運(yùn)行頻率： 電機(jī)在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。 2） 失步： 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為 θ=360 度 /（ 50*4） = 度（俗稱整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為 θ=360 度 /（ 50*8） = 度（俗稱半步）。 （本實(shí)驗(yàn)采用兩相四拍） 步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo) 相數(shù)：產(chǎn)生不同對極 N、 S 磁場的激磁線圈對數(shù)。 感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)某種程度上可以看作是低速同步電機(jī)。這一 線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn) ， 使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步 進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。本文介紹了以 51 系列單片機(jī) AT89S52 為 控制 核心所設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī) （型號 42BYG016） 控制系統(tǒng)， 從 系統(tǒng)的硬件電路以及軟件的設(shè)計(jì) 方面實(shí)現(xiàn)了對步進(jìn)電機(jī)的控制 。 由于其精確性以及其良好的性能在實(shí)際當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。在非超載的情況下，電機(jī)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(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。因永磁體的存在，該電機(jī)具有較強(qiáng)的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。例如： 四相 八 拍 運(yùn)行（ AAB
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