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正文內(nèi)容

基于單片機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-免費(fèi)閱讀

  

【正文】 [J]?;瘜W(xué)工業(yè)出版社,2007[4]王曉明。電機(jī)及拖動(dòng)。各分檔速度的內(nèi)運(yùn)行速度Nk為: (36)則加速過(guò)程總步數(shù)Nr為: (37)執(zhí)行加速控制時(shí),對(duì)每檔的速度讀要計(jì)算在此臺(tái)階上應(yīng)走步數(shù),然后以遞減方式查詢。(二)位置控制設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)中斷服務(wù)子程序框圖,如圖31所示,每?jī)纱沃袛嗖竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)才走一步。R15為限流電阻,保證電流穩(wěn)態(tài)值;D2為續(xù)流二極管,防止3DD15關(guān)斷時(shí)繞組反電勢(shì)擊穿管子。低電平有效10,1112,13輸出端。給三相繞組輪流供電被稱為脈沖分配,實(shí)現(xiàn)脈沖分配的方法有硬件法和軟件法兩種。步進(jìn)電機(jī)的步距角可通過(guò)下式計(jì)算 (11) 式中的m為步進(jìn)電機(jī)的相數(shù),對(duì)于三相步進(jìn)電機(jī);C為通電狀態(tài)系數(shù),對(duì)于單拍或雙拍方式工作時(shí);單雙拍混合方式時(shí);為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。當(dāng)A相斷電,改為B相通電時(shí),同A相通電情況一樣,磁通也要經(jīng)過(guò)磁阻最小的路徑形成閉合回路,這樣轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一定角度,使轉(zhuǎn)子齒4與B相對(duì)齊,轉(zhuǎn)子在空間轉(zhuǎn)過(guò)的角度為,如圖B相通電所示。為了提高步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和控制精度提出基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,包括系統(tǒng)硬件、軟件及加減速控制算法的設(shè)計(jì)。總體安排及進(jìn)度:第1周:到圖書管或上網(wǎng)查找資料 第2周:整理所找來(lái)的資料 第3周:初步完成本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)給指導(dǎo)老師批改 第4周:根據(jù)老師的點(diǎn)評(píng)完善本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題預(yù)期達(dá)到的效果:本文以單片機(jī)為控制核心,達(dá)到理想的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)位置控制和加減速控制。勵(lì)磁繞組分為三相,分別為A、B、C三相繞組。上述的通電控制方式,由于每次只有一相控制繞組通電,稱為三相當(dāng)三拍控制方式,除此控制方式外,還有三相單、雙六拍工作方式和三相雙三拍控制方式,在三相單、雙六拍工作方式中,控制繞組通電順序?yàn)锳ABBBCCCAA或AACCCBBBAA。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu),其轉(zhuǎn)子角位移與輸入脈沖的頻率成正比,通過(guò)改變脈沖頻率可以實(shí)現(xiàn)大范圍的調(diào)速;同時(shí),步進(jìn)電機(jī)易于與計(jì)算機(jī)和其他數(shù)字元件接口,因此被應(yīng)用于各種數(shù)字控制系統(tǒng)中[2],本設(shè)計(jì)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)由單片機(jī)(控制電路),脈沖分配電路、功率放大電路(驅(qū)動(dòng)電路)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及電源系統(tǒng)組成組成。 三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī),單三拍,雙三拍,六拍216。二、功率放大電路 脈沖分配器8713的A、B、C三端輸出電流很小,而所用的三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流較大,每相靜態(tài)電流為3A。因此,用步數(shù)等于0來(lái)判斷是否移動(dòng)到目標(biāo)位置,作為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行信號(hào)。實(shí)際運(yùn)行中,若步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行頻率為fg,由式(公式31)可算出升速時(shí)間為: (32) 由于DSP是用定時(shí)器比較中斷方式來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)速度的,電機(jī)的加減速控制實(shí)際上是不斷改變定時(shí)器周期寄存器的裝載值。初始R3=35H,R1,R2都有初使值。上海交通大學(xué)出版社,2001,35,(10):15171520[3]周慶貴,黃章。[J]。指向絕對(duì)位置低位32H DEC R0 ;絕對(duì)位置減1 CJNE R0,F(xiàn)FH,POS2 ;無(wú)借位則轉(zhuǎn)向 POS2 INC R0 ;指向33H DEC R0 ;(33H)1 CJNE R0,F(xiàn)FH,POS2 ;無(wú)借位則轉(zhuǎn)向 POS2 INC R0 ;指向34H DEC R0 ;(34H)1 CJNE R0,F(xiàn)FH,POS2 ;無(wú)越界,則轉(zhuǎn)POS2 CLR TR0 ;發(fā)生越界,停定時(shí)器(停電動(dòng)機(jī)) LCALL BAOJING ;調(diào)報(bào)警子程序POS2:MOV R0,35H ;指向步數(shù)低位35H DEC R0 ;步數(shù)減1 CJNE R0,F(xiàn)FH,POS3 ;無(wú)借位則轉(zhuǎn)向 POS3 INC R0 ;指向36H DEC R0 ;(36H)1POS3:SETB EA ;開中斷 MOV A,35H ;檢查步數(shù)=0 ORL A,36H JNZ POS4 ;不等于0轉(zhuǎn)向POS4 CLR TR0 ;等于0。北京航天航天大學(xué)出版社,2007[5]孟武勝,李亮。步進(jìn)電機(jī)速度的精確控制。以上是對(duì)步進(jìn)電機(jī)加速過(guò)程的處理方法,減速過(guò)程的處理方法同加速過(guò)程[6]。二、加減速控制(一)加減速控制設(shè)計(jì) 為滿足加減速控制要求,本系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)按照指數(shù)加減速曲線進(jìn)行控制,如圖32所示。因此,軟件設(shè)計(jì)主要介紹步進(jìn)電動(dòng)機(jī)位置控制和加、減速控制及程序?qū)崿F(xiàn)。由于采用了脈沖分配器,單片機(jī)只需提供步進(jìn)脈沖,進(jìn)行速度控制和轉(zhuǎn)向控制,脈沖分配的工作交給脈沖分配器來(lái)自動(dòng)完成。使用一種8713集成電路芯片。過(guò)去電動(dòng)機(jī)的控制多用模擬法,隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展,電動(dòng)機(jī)的控制也發(fā)生了深刻的變化,步進(jìn)電機(jī)常常和計(jì)算機(jī)一起組成高精度的數(shù)字控制系統(tǒng)。當(dāng)按ACBA順時(shí)針通電時(shí),步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)⒏臑轫槙r(shí)針。第一章 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)概述及控制 一、三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子兩大部分組成如圖11所示。龍巖學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目: 基于單片機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè):  電氣工程及其自動(dòng)化          作者:   謝吉湖          指導(dǎo)教師(職稱): 劉生建 (講師) 二0 0 九 年 三 月  日龍巖學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告                 2009 年 3 月  日論文(設(shè)計(jì))題目:基于單片機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)姓名 謝吉湖年級(jí) 2006級(jí)所在院系物理與機(jī)電工程學(xué)院專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師 劉生建開展本課題的意義及工作內(nèi)容:數(shù)字化電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展使電機(jī)這個(gè)古老的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置得到新的發(fā)展和廣泛運(yùn)用,極大的改善了工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率,改善了人民的生活水平。為了提高步進(jìn)電機(jī)的控制性能和精度,本文以單片機(jī)AT89C51為控制核心,實(shí)現(xiàn)了三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。若按照ABCA的通電順序往復(fù)下去,則步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子將按一定速度沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速取決于三相控制繞組的通、斷電源的頻率。二 、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中一種十分重要的自動(dòng)化執(zhí)行元件,在工業(yè)自動(dòng)化裝備,辦公自動(dòng)化設(shè)備中有著廣泛的運(yùn)用,近年來(lái),控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,有力地推動(dòng)了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)步,提高了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制裝置的應(yīng)用水平。 由于軟件法在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,要不停產(chǎn)生控制脈沖,占用大量CPU時(shí)間,可能使單片機(jī)無(wú)法同時(shí)進(jìn)行其他工作(如監(jiān)測(cè)等),所以本系統(tǒng)采用硬件法。0為單三(四)拍;1為雙三(四)拍;脈沖為六(八)拍15輸出脈沖狀態(tài)監(jiān)視,與時(shí)鐘同步16電源8713脈沖分配器與單片機(jī)接口如圖22 圖22 8713脈沖分配器與單片機(jī)接口圖 本系統(tǒng)選用單時(shí)鐘輸入方式,8713的3引腳為步進(jìn)脈沖端,4引腳為轉(zhuǎn)向控制端,這兩個(gè)引腳的輸入均由單片機(jī)提供和控制,所以7腳均接高電平。第二章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)存在啟動(dòng)時(shí)失步,停止時(shí)振蕩現(xiàn)象,這是影響步進(jìn)電機(jī)控制精度的主要原因。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制在主程序中實(shí)現(xiàn),如果正轉(zhuǎn),=1;如果反轉(zhuǎn),=0。同時(shí),遞減加速過(guò)程總步數(shù),直到加速過(guò)程走完。高等教育出版社,2007[2]劉亞?wèn)|,李從心,王小新。[M]。指向絕對(duì)位置低位32H INC R0 ;絕對(duì)位置加1 CJNE R0,00H,POS2 ;無(wú)進(jìn)位則轉(zhuǎn)向 POS2 INC R0 ;指向33H INC R0 ;(33H)+1 CJNE R0,00H,POS2 ;無(wú)進(jìn)位則轉(zhuǎn)向 POS2 INC R0 ;指向34H INC R0
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