【正文】 通電，A，C相不通電時，齒2應(yīng)與B對齊，此時轉(zhuǎn)子向右移過1/3て，此時齒3與C偏移為1/3て，齒4與A偏移（て1/3て）=2/3て。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。步進電機可以直接用數(shù)字信號驅(qū)動，使用非常方便。（論文） 第一章 前言 步進電機最早是在1920年由英國人所開發(fā)。一般電動機都是連續(xù)轉(zhuǎn)動的，而步進電動機則有定位和運轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當有脈沖輸入時步進電動機一步一步地轉(zhuǎn)動，每給它一個脈沖信號，它就轉(zhuǎn)過一定的角度。第二章 步進電機工作原理及系統(tǒng)方案論證2．1．1步進電機結(jié)構(gòu)但占用CPU時間長，不能在運行時處理其他工作。但因本次設(shè)計對步進電機的精度要求比較高轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍比較廣，固應(yīng)選用驅(qū)動芯片8713來驅(qū)動，并通過軟件來實現(xiàn)步進電機的調(diào)速。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 （7）EA/VPP（31）：內(nèi)/外部ROM選擇端（10）P2口（2128）：準雙向I/0口。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。,但雙三拍運行時每一拍總有一相繞組持續(xù)通電，例如由A、 B 兩相通電變?yōu)锽、 C 兩相通電時，B 相保持持續(xù)通電狀態(tài)，C 相磁拉力使轉(zhuǎn)子逆時針方向轉(zhuǎn)動，而B 相磁拉力卻起有阻止轉(zhuǎn)子繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動的作用。首先要進行旋轉(zhuǎn)方向的判斷，然后轉(zhuǎn)到相應(yīng)的控制程序。反轉(zhuǎn) JNB ,JIA 。加速 MOV R4,0 CJNE R2,0,ZHENG1 LCALL FAN JIAN: MOV R4,1 。俗話說的好，實踐是檢驗真理的唯一標準，學習再多的理論也只能紙上談兵，只有把理論應(yīng)用到實踐中，才能檢驗出理論的真?zhèn)巍＿@一線性關(guān)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(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。例如：四相八拍運行（AABBBCCCDDDAA）=,D=. 一個二相電機的內(nèi)部繞組與四相電機完全一致，小功率電機一般直接接為二相，而功率大一點的電機，為了方便使用，靈活改變電機的動態(tài)特點，往往將其外部接線為八根引線（四相），這樣使用時，既可以作四相電機使用，可以作二相電機繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運行時應(yīng)在15%以內(nèi)。2）信號分配感應(yīng)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,；二相八拍為,。 ③、地：驅(qū)動電壓E高、E低的的負極接此座。 “L”懸空傳感器檢測到物體時LED燈發(fā)光。其特點是調(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： (1)式中：比例系數(shù)，偏差e為零時調(diào)節(jié)器的輸出值． 當輸出值S與設(shè)定的期望值R間產(chǎn)生偏差時，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。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，直至消除比例調(diào)節(jié)器無法消除的靜差值。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。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。 sbit P10=P3^0 。 uchar code cdis2[ ] = { number: }。 //顯示緩存uchar temp。uint j。}void delay(uint ms) { uchar t。j++)。 delayNOP()。 LCD_EN = 0。 LCD_RW = 0。 LCD_EN = 0。LCD0_data=dec。lcd_wdat(LCD0_data)。 lcd_wcmd(0x38)。}/*************************************************************/ Void main(){ uchar m。 //設(shè)置顯示位置為第一行 for(m=0。 //將T1設(shè)置為8位自動重裝工作方式。 } } timer()interrupt 1 using 2{ i=i+1。sbit cw=P1^1。if(add==0){while(!add)。}}if(fx==0) //反向{ flag=0。}void delay(unsigned int t )。key1=1。TR0=1。}if(key1==0){ Delay(100)。i=0。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。在生產(chǎn)過程中要求自動化、省人力、效率高的機器中，我們很容易發(fā)現(xiàn)步進電機的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各項指令動作的靈活控制性場合步進電機用得最多。因此非常適合于單片機控制。混合式步進電機是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。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(dǎo)致力矩下降。在有負載的情況下，啟動頻率更低。3) 步進電機的相數(shù)： 是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。如果使用細分驅(qū)動器，則‘相數(shù)’ 將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動器上改變細分數(shù)，就可以改變步距角。 2) 失步： 電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。 其它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等。反應(yīng)式步進電機有單段式和多段式兩種類型。 步進電機轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯開。具體的延時時間可以通過軟件來實現(xiàn)。一種是延時，一種是定時。由于從定時器裝載完重新啟動開始至定時器申請中斷止，有一定的時間間隔，造成定時時間增加，為了減少這種定時誤差，實現(xiàn)精確定時，要對重裝的計數(shù)初值作適當?shù)恼{(diào)整。一個簡單的回路與指令校驗的步進電機比較，驗證步進電機移動到預(yù)計的位置；2) 反電動勢, 一種無傳感器的檢測方法，使用步進電機的反電動勢（eleCtromotiveforCe，emf）信號，測量和控制速度。 閉環(huán)控制，是傳統(tǒng)步進控制的一個部分，能有效地提供更高地可靠性、安全性或產(chǎn)品質(zhì)量。用編碼器還的測速發(fā)電機作為轉(zhuǎn)速測量工具,因為選擇了閉環(huán)控制，就必須有反饋元件，反饋元件一般有兩種，一種是采用同軸的測速發(fā)電機，把步進電機的轉(zhuǎn)速反饋回來，然后通過顯示器顯示出來并對步進電機進行調(diào)節(jié)；別一種是通過光同軸的電編碼器把步進電機的轉(zhuǎn)速反饋回來對步進電機進行調(diào)節(jié)；兩者相比，后者的設(shè)計比較簡單，價格便宜，安全可靠，污染少。不宜于電機的正常運行。 基本方案的確定因本次設(shè)計的要求，選用三相三拍步進電機，單片機選用89C51作為控制器。選用8713作為步進電機的驅(qū)動芯片并通過光電耦合來驅(qū)動步進電機。所以從提高效率來看這是一種很好的驅(qū)動電路，它可以用較高的電源電壓，同時無需外接電阻來限定期額定電流和減少時間常數(shù)。 驅(qū)動電路的選擇步進電機的驅(qū)動電機有多種，但最為常用的就是單電壓驅(qū)動、雙電壓驅(qū)動、斬波驅(qū)動、細分控制驅(qū)動等。近期，步進電機的閉環(huán)控制（CLC）還能幫助執(zhí)行智能分布運動架構(gòu)。 大多數(shù)基于步進電機的系統(tǒng)，一般都運行在開環(huán)狀態(tài)下，這樣可提供一個低成本的方案。其它的方法包括各種不同的反電動勢控制電機參數(shù)測量和軟件技術(shù)，一些制造企業(yè)都會使用這些方法。二是重裝初值指令所占用的時間，包括在重裝初值前中斷服務(wù)程序重的其他指令因。延時子程序的延時時間與換向程序所用的時間和，就是CP脈沖的周期，該方法簡單，占用資源少，全部由軟件實現(xiàn)，調(diào)用不同的子程序可以實現(xiàn)不同速度的運行。硬件方法是依靠單片機內(nèi)部的定時器來實現(xiàn)的,在每次進入定時中斷后,改變定時常數(shù),從而升速時使脈沖頻率逐漸增大,減速時使脈沖頻率逐漸減小,這種方法占用CPU 時間較少,在各種單片機中都能實現(xiàn),是一種比較實用的調(diào)速方法。與齒5相對齊，（A39。轉(zhuǎn)子的極數(shù)和定子的極數(shù)相同，所以一般步進角比較大，它輸出轉(zhuǎn)矩大，動態(tài)性能好，消耗功率?。ㄏ啾确磻?yīng)式），但啟動運行頻率較低，還需要正負脈沖供電。如下圖12所示：圖12 力矩頻率特性曲線其中，曲線3電流最大、或電壓最高。 3) 失調(diào)角： 轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的 誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。它是步進電機最重要 的參數(shù)之一，通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。/176。2) 電機固有步距角： 它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號，電機所轉(zhuǎn)動的角度。步進電機有一個技術(shù)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)。這種步進電機的應(yīng)用最為廣泛，也是本次細分驅(qū)動方案所選用的步進電機。步進電動機已成為除直流電動機和交流電動機以外的第三類電動機。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。} cp=~cp。 K=K+50。cw=1。TMOD=0x01。 for(i=0。if(fx==0){while(!fx)。if(k32)k=32。sbit key=P1^6。 f=TH1*256+TL1。 //對T1定時常數(shù)進行預(yù)置。m++) lcd_wdat(cdis1[m])。 initime()。 lcd_wcmd(0x0c)。lcd_wdat(0x31)。lcd_wdat(LCD3_data)。 //數(shù)據(jù)指針=80+地址變量}void dectobit(int dec){ LCD3_data=dec/1000+0x30。 _nop_()。 delayNOP()。0x80)。 while(x) { for (i = 0。 t 120。 //T1計數(shù)器，T0定時器，方式1 TL0=(6553610000)%256。 uchar LCD0_data,LCD1_data,LCD2_data,LCD3_data。 {_nop_()。//sbit P14=P1^4。我們在程序中設(shè)定轉(zhuǎn)速為72 rpm，當采集回來的數(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)電機的轉(zhuǎn)速，讓步進電機的轉(zhuǎn)速加起來，使之與72 rpm相吻合。圖5 單片機閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 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；為了編寫計算機程序的方便，現(xiàn)將算式(4)寫成下列形式 （5）式中：，因為采樣周期T，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。另外，當系統(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)。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。下圖中為電機驅(qū)動部分。 ⑤、B, :接電機B相線圈的二根引線。步進電機在一定轉(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）。稱之為失步。常用m表示。感應(yīng)子式步進電機與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進電機相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點，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的耗能，因此該電機效率高，電流小，發(fā)熱低。第六章 參考文獻[1]溫希東，路勇. 計算機控制技術(shù). 西安電子科技大學出版社,2005 69~80[2]曹天漢. 單片機原理與接口技術(shù). 電子工業(yè)出版社,2006 96~111[3]曹承志. 電機拖動與控制. 機械工業(yè)出版社,2000 267~277 摘要：步進電動機是一種將脈沖信號變換成相應(yīng)的角位移(或線位移)的電磁裝置，是一種特殊的電動機。停 YAN0: MOV R0,25LOOP00:MOV R1,100LOOP01:DJNZ R1,LOOP01 DJNZ R0,LOOP00 RETYAN1: MOV R0, 20 LOOP10:MOV R1,100LOOP11:DJNZ R1,LOOP11 DJNZ R0,LOOP10 RETYAN2: MOV R0,30 LOOP20:MOV R1,100LOOP21:DJNZ R1,LOOP21 DJNZ