基于51系列單片機控制步進電機調速閉環(huán)系統(tǒng)設計畢業(yè)設計word格式-全文預覽
【正文】 系統(tǒng) 設計 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 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 控制 步進電機 調速閉環(huán)系統(tǒng) 設計 11 七 、 實驗 心得 及體會 通過 本次課程設計 我們學習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)進行整體設計后基本達到了要求，實現(xiàn)步進電機速度閉環(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識，使自己將理論與實際相結合起來同時對 51 系列的單片機的設計及編程有了更深的了解，學會了很多。 當 T=6S 時，我們通過試湊的方法了解到，當 PWM=1/300 時，所給步進電機剛好啟動， 當 PWM=1/17 時，步進電機速度達到最大。 基于 51 系列單片機 控制 步進電機 調速閉環(huán)系統(tǒng) 設計 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過去整個變化過程相關，這樣 由于偏差的累加作用很容易產生較大的累積偏差，使控制系統(tǒng)出現(xiàn)不良的超調現(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)，它的物理意義是當調節(jié)器微分調節(jié)作用與比例調節(jié)作用的輸出相等時所需的調節(jié)時間稱為微分常數(shù)． 基于 51 系列單片機 控制 步進電機 調速閉環(huán)系統(tǒng) 設計 8 PID控制算法 單片機控制系統(tǒng)通過 A／ D電路檢測輸出值 s，并計算偏差 e和控制變量 y，再經 D／ A轉換后輸出給執(zhí)行機構，從而實現(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 。 積分 調節(jié)對偏差有累積作 用，所以，只要有偏差 e存在積 分的調節(jié)作用就會不斷地增強，直至消除比例調節(jié)器無法消除的靜差值。 比例微分調節(jié)（ PI） 比例調節(jié)器的主要缺點是存在無法消除的靜差值，影響了調節(jié)精度．為了消除靜差值，在比例調節(jié)器的基礎上并人一個積分調節(jié)器構成比例積分調節(jié)器，其調節(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)，它的物理意義是當調節(jié)器積 分調節(jié)作用 與比例調節(jié)作用的輸出相等時所需的調節(jié)時間稱為積分常數(shù)。 其特點是調節(jié)器的輸出與控制偏差 e成線性比例關系，控制規(guī)律為： 0*py k e y?? (1) 式中： pk 比例系數(shù)， 0y 偏差 e為零時調節(jié)器的輸出值． 當輸出值 S與設定的期望值 R間產生偏差時，比例調節(jié)器會自動調節(jié)控制變量y(如為控制閥門的開度 )的大小。a,b,c,d 分別接入步進電機 。 “ L”懸空傳感器檢測到物體時 LED 燈發(fā)光。 ②、 CW:接控制器發(fā)給步進電機的走步方向信號線。 ③、地：驅動電壓 E高、 E 低的的負極接此座。電壓對力矩影響如下： 4） 功率放大 細分驅動器 在步進電機步距角不能滿足使用的條件下，可采用細分驅動器來驅動步進電機，細分驅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 控制 步進電機 調速閉環(huán)系統(tǒng) 設計 4 的夾角來控制步進電機運轉的。平均電流越大電機力矩越大，要達到平均電流大這就需要驅動系統(tǒng)盡量克服電機的反電勢。 2） 信號分配 感應子式不僅以二、四相電機為主，二相電機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） 最大空載的運行頻率： 電機在某種驅動形式，電壓及額定電流下，電機不帶負載的最高轉速頻率。 2） 失步： 電機運轉時運轉的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。四拍運行時步距角為 θ=360 度 /（ 50*4） = 度（俗稱整步），八拍運行時步距角為 θ=360 度 /（ 50*8） = 度（俗稱半步）。 （本實驗采用兩相四拍） 步進電機的靜態(tài)指標 相數(shù)：產生不同對極 N、 S 磁場的激磁線圈對數(shù)。 感應子式步進電機某種程度上可以看作是低速同步電機。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。本文介紹了以 51 系列單片機 AT89S52 為 控制 核心所設計的步進電機 （型號 42BYG016） 控制系統(tǒng)， 從 系統(tǒng)的硬件電路以及軟件的設計 方面實現(xiàn)了對步進電機的控制 。 由于其精確性以及其良好的性能在實際當中得到了廣泛的應用。在非超載的情況下，電機的轉速、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，電機則轉過一個步距角。因永磁體的存在，該電機具有較強的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運轉過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。例如： 四相 八 拍 運行（ AAB
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