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)計畢業(yè)論文-預(yù)覽頁
【正文】 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點(diǎn)，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點(diǎn)的耗能，因此該電機(jī)效率高，電流小，發(fā)熱低。一個四相電機(jī)可以作四相運(yùn)行，也可以作二相運(yùn)行。常用m表示。 步進(jìn)電機(jī)的動態(tài)指標(biāo)1）步距角精度： 步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。稱之為失步。 6）運(yùn)行矩頻特性： 電機(jī)在某種測試條件下測得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。步進(jìn)電機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流（而樣本上的電流均為靜態(tài)電流）。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，力距越大則要求電機(jī)的電流越大，驅(qū)動電源的電壓越高。其具體接法如下：、電源接線： ①、E高：當(dāng)驅(qū)動電壓大于10V時，正極接此座，使用時最大不能大于40V，以防損壞模塊。 ⑤、B, :接電機(jī)B相線圈的二根引線。 ④、本驅(qū)動器內(nèi)部設(shè)計接收信號為RTTL電平，即5V電平，如其它邏輯電平信號需要接限流電阻，否則可能損壞光耦元件。下圖中為電機(jī)驅(qū)動部分。 控制算法比較：PID控制原理PID調(diào)節(jié)器由比例調(diào)節(jié)器(P)，積分調(diào)節(jié)器(I)和微分調(diào)節(jié)器(D) 構(gòu)成，它通過對偏差值的比例積分和微分運(yùn)算后，用計算所得的控制量來控制被控對象．圖1所示為PID控制系統(tǒng)框圖。小調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的速度慢，但過小又起不到調(diào)節(jié)作用。當(dāng) 過小時，甚至?xí)斐上到y(tǒng)的持續(xù)振蕩，使調(diào)節(jié)器的輸出波動不定，給生產(chǎn)過程帶來嚴(yán)重的危害。另外，當(dāng)系統(tǒng)受到?jīng)_激式偏差沖擊時，由于偏差的變化率很大，而PI調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)速度又很慢，這樣勢必會造成系統(tǒng)的振蕩，給生產(chǎn)過程帶來很大的危害．改善的方法是在比例積分調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上再加人微分調(diào)節(jié)，構(gòu)成比例積分微分調(diào)節(jié)器(PID)。圖2為單片機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 J。圖2 單片機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖Figure 2 Closed loop control system block diagram of the SCM 位置式PID的控制算法 如前所述PID調(diào)節(jié)的微分方程為：將此微分方程寫成對應(yīng)的差分方程形式． （4）式中：第n次采樣周期內(nèi)所獲得的偏差信號；第n1次采樣周期內(nèi)所獲得的偏差信號；T采樣周期；調(diào)節(jié)器第rt次控制變量的輸出；為了編寫計算機(jī)程序的方便，現(xiàn)將算式(4)寫成下列形式 （5）式中：，因?yàn)椴蓸又芷赥，積分常數(shù)和微分常數(shù)選定后皆為常數(shù)，因此及必為常。 綜合以上分析，我們采用增量式PID算法，本系統(tǒng)的軟件控制算法主要采用了增量式PID 控制算法。我們在程序中設(shè)定轉(zhuǎn)速為72 rpm，當(dāng)采集回來的數(shù)據(jù)小于72rpm時，我們通過改變PID的相應(yīng)的參數(shù)（=，= ，=）來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，讓步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速加起來，使之與72 rpm相吻合。bit F_in=0,truer。sbit LCD_RS = P2^0。 uchar code cdis1[ ] = {motorspeed: }。_nop_()。uchar key_buf。 //鍵順序嗎uchar data testdata[] = {0x00,0x00,0x00,0x00}。uint q。 TH0=(6553610000)/256。 EA=1。 t++)。j1000。 i13。 LCD_EN = 1。 LCD_EN = 0。 LCD_RW = 0。 LCD_EN = 1。 LCD_RS = 0。 _nop_()。 delayNOP()。 dec=dec % 1000。dec=dec % 10+0x30。 lcd_pos(0x0c)。 lcd_pos(0x0e)。 } void lcd_init(){ delay(15)。 delay(5)。 //顯示開，關(guān)光標(biāo) delay(5)。 //清除LCD的顯示內(nèi)容 delay(5)。 TR0=1。 lcd_pos(0x00)。 lcd_pos(0x40)。 //TMOD=0x21。 //TL1=175。// key_buf=key_buf+0x30。 TL1=0。}include include define uchar unsigned chardefine uint unsigned int//define k 2000sbit cp=P1^0。sbit key1=P1^7。Delay(100)。}} if(sub==0) //減速{flag=1。if(k620)k=620。cw=~cw。if((speedy)) k++。iz。}void main(){key=1。K=2500。ET0=1。while(1){//TH0=0xf6。K=K50。}if(key2==0) { Delay(100)。if(i==400){//cw=~cw。TH0=(65536K)/256
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