【正文】 /V 電流 /A 功率 /V 靜轉(zhuǎn)矩 / 定位轉(zhuǎn)矩 控制 原理及控制系統(tǒng)分類 控制原理及應(yīng)用 伺服控制系 ?統(tǒng)是以位置、速度等為控制參數(shù)的系統(tǒng) ,是一種能夠跟蹤輸入給定信號并產(chǎn)生動作 ,從而獲得準確的位置、速度等輸出的自動控制系統(tǒng)。 一 B39。 作為步進電動機的主要技術(shù)指標 ,轉(zhuǎn)矩分為定位轉(zhuǎn)矩、靜轉(zhuǎn)矩等。伺服產(chǎn)品未來將向著更高定位精度、驅(qū)動裝置更高效的方向發(fā)展 ,以適應(yīng)現(xiàn)代控制策略的發(fā)展方向。這種電動機的峰值扭矩可以達到額定扭矩的 10~15倍。永磁式步進電動機的步距角范圍相對較寬泛 ,在7. 5度 ~18度之間。 關(guān)鍵詞： 單片機 。 四、主要參考文獻： __[1] 王冬青 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 [M].人民郵電出版社， [2] 王兆義 .可編程序控制器教程 [M].機械工業(yè)出版社 , [3] 袁任光 . 可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)實例 [M].華南理工大學出版社 , [4] 陳立定 . 電氣控制與可編程序控制器 [M]. 華南理工大學出版社 , 學 生（簽名） 年 月 日 指 導(dǎo) 教師（簽名） 年 月 日 教研室主任（簽名） 年 月 日 系 主 任（簽名） 年 月 日 常州信息職業(yè)技術(shù)學院機電工程學院 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目 基于單片機的步進電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 一、 選題的背景和意義： 目前 ,我國的伺服控制系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)品化的發(fā)展規(guī) 模 ,但也存在如下問題 : ,多采用 PLC、 DSP 等進行控制 ,系統(tǒng) 發(fā)成本高及控制復(fù)雜 ,制約著中小型企業(yè)的應(yīng)用需求。而兩相混合式步進電機 ,工作時要求定子磁極的極性交變 ,即繞組電流能正、 反向流動 ,電流流過繞組的方向是雙向的 ,因此選擇雙電壓極性驅(qū)動電路驅(qū)動步進電機。而電機本體、驅(qū)動器和控制器是構(gòu)成步 進電機伺服系統(tǒng)不可分割的三大組成部分。這種早期的伺服系統(tǒng)是采用交磁電機擴大機一直流電動機的驅(qū)動方式 ,由于交磁電機的頻率響應(yīng)差 ,電動機轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動慣量及電氣時間常數(shù)都比較大 ,因此響應(yīng)速度比較慢。 20世紀 70年代 ,迫于對國外伺服控制產(chǎn) 品的壓力 ,中國的華中數(shù)控、廣泰數(shù)控、時光科技等伺服廠家 ,開始開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的伺服控制產(chǎn)品 ,其中時光科技有限公司主要針對中大功率異步電機伺服控制器市場 ,其驅(qū)動技術(shù)、成本、等均有很明顯的優(yōu)勢。 Protel軟件生成系統(tǒng) PCB圖 ,制作硬件電路板實物 ,加載軟件程序。該電動機具有動態(tài)性能好 ,輸出力矩值較大 ,穩(wěn)定性高的優(yōu)點 ,其缺點是結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。當定子繞組按四拍和八拍通電時 ,轉(zhuǎn)子分別轉(zhuǎn)過 度和 度。目前 ,伺服系統(tǒng)正朝著數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展隨著伺服控制技術(shù)的突飛猛進 ,伺服控制系統(tǒng)已經(jīng)涵蓋許多控制領(lǐng)域。此種伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好 ,成本低廉 ,但精度相對不高。而單片機作為系統(tǒng)的核心控制器 ,主要實現(xiàn)方向、時鐘信號的分配 ,驅(qū)動控制模塊接常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設(shè)計論文 13 收到控制指令后 ,由 L297的脈沖分配器自動產(chǎn)生勵磁相序 ,經(jīng) L298N的雙 H橋式驅(qū)動器進行功率放大 ,最終輸出符合步進電動機的驅(qū)動要求的驅(qū)動信號 ,使得步進電機運轉(zhuǎn)。 L298N的引腳功能說明如表 。由于無直接的電氣連接 ,這樣既顆合傳輸了信號 ,又有隔離干擾的作用。 sbit E=P0A2。 //運行狀態(tài) “ oid main () { EA=1。 a++)。硬件法是用一個定時器來實現(xiàn) ,在每次進入定時中斷后 ,改變定 時器的定時常數(shù)。} } 常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設(shè)計論文 24 第四章 實驗結(jié)果及分析 為了驗證所設(shè)計的基于 AT89S51 的電機控制器的正確性與有效性、控制回路和控制程序是否滿足系統(tǒng)要求，在實驗室完成了控制系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)速實驗。由于不斷的上機操作與實踐，不但加強了自己動手能力，同時對一些計算機軟件的應(yīng)用有了一定的掌握與理解，并加強了網(wǎng)上學習和查閱資料的能力。只是今后大家就難得再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒關(guān)系，各奔前程，大家珍重?，F(xiàn)在應(yīng)用最多的三個轟燃判據(jù)為：（ 1）室內(nèi)接近頂棚熱煙氣溫度超過 600℃ ；（ 2）室內(nèi)地板平面輻射熱通量超過 20 kW/m2；（ 3）通風口有火焰噴出。 常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設(shè)計論文 34 對轟燃的預(yù)測方法，不同的研究者提出了不同的溫度和熱通量判據(jù)。我們在一起的日子，我會記一輩子的。步進電機作為執(zhí)行元件，在科技的進步中起到了非常重要的作用，而步進電機調(diào)速系統(tǒng)可方便地應(yīng)用與各種自動化控制系統(tǒng)與領(lǐng)域。系統(tǒng)調(diào)試的第一步，就是看原始信號是否正常。在步進電機伺服系統(tǒng)中 ,采用軟件法進行加減速的控制。 Pl=0xff。 //脈沖方式 EXO^l。 sbit 。 圖 TLP521光耦內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 步進電動機伺服控制器硬件電路原理圖 步進電動機伺服控制器硬件電路原理圖見圖 常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設(shè)計論文 17 圖 步進電動機伺服控制器硬件電 路原理圖 步進電動機伺服控制器的軟件實現(xiàn) 步進電動機伺服控制器的軟件部分釆用模塊化進行設(shè)計 ,由各個功能子模塊結(jié)合起來組成系統(tǒng)的整體部分。在步進電機伺服控制器中 ,鍵盤與單片機之間是由與門來進行連接的 ,而通過采用與門 ,可以實現(xiàn)多個按鍵共用兩個中斷 (INT INT1)的功能 ,節(jié)省了硬件資源。為排除干擾 ,在單片機與驅(qū)動控制模塊之間 ,加入了 TLP521光電隔離元件 ,使得系統(tǒng)穩(wěn)定性更高。系統(tǒng)組成框圖如圖 。它具有許多學科相互交叉的性質(zhì) ,已形成了綜合性的技術(shù)體系 ,是未來極具潛力的控制理論常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設(shè)計論文 11 之一。永磁感應(yīng)子式步進電動機又稱為混合式步進電動機。 常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設(shè)計論文 9 圖 兩相混合式步進電機的剖面圖 兩相混合式步進電機的工作原理 兩相混合式步進電動機的工作原理 :當給步進電動機通入電信號時 ,控制繞組就會產(chǎn)生相應(yīng)的磁動勢 ,通過與永久磁鐵產(chǎn)生的磁動勢相互影響下 ,促使電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生 ,從而步進電動機的轉(zhuǎn)子會進行相應(yīng)的步進動作。 圖 研究路線圖 常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設(shè)計論文 8 2. 1 兩相混合式步進電動機的工作過程 步進電動機的主要技術(shù)指標 步進電動機的主要技術(shù)指標包括步距角、精度、轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)頻率、運行頻率等。 在 20世紀 80年代 ,中國通過引進、消化、吸收國外伺服控制的先進技術(shù) ,又在國家“七五”、“八五”、“九五”期間對伺服驅(qū)動技術(shù)進行重大科技項目攻關(guān)取得了很大成果。該伺服系統(tǒng)與直流伺服電機相比 ,響應(yīng)時間短 ,輸出相同扭矩時伺服部件的夕丨形尺寸小。隨著電子技術(shù)、自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展 ,以單片機為控制器的步進電機伺服控制系統(tǒng)因其性價比高、使用靈活、穩(wěn)定性好等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用。 常州信息職業(yè)技術(shù)學院機電工程學院 畢業(yè)設(shè)計 四、設(shè)計（論文）進度安排： 時間（迄止日期） 工 作 內(nèi) 容 下達任務(wù)書 ~ 完成開題報告 ~ 調(diào)查收集論文所需資料 ~ 完成摘要和目錄 ~ 改造設(shè)計方案的確定 ~ 完成 C語言 編程 ~ 完成硬件設(shè)計 初稿完成 提交論文 答辯 五、指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 六、系部意見： 系主任簽名： 年 月 日 常州信息職業(yè)技術(shù)學院機電工程學院 畢業(yè)設(shè)計 基于單片機的步進電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 目錄 TOC \o 13 \h \u 摘 要 .............................................................................. 1 Abstract................................................................................................................................ 2 第一章 前言 ...................................................................................................................... 3 步進電動機的簡介 .................................................................................................. 3 步進電機伺服控制的研究現(xiàn)狀 ................................................................................. 4 國外步進電機伺服系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................... 4 國內(nèi)步進電機伺服系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................... 5 步進電機伺服控制目前存在的主要問題 ................................................................... 5 第二章 總體方案設(shè)計和步進電機的 選擇 2. 1 兩相混合式步進電動機的工作過程 ........................................................................ 8 步進電動機的主要技術(shù)指標 .......................................................................... 8 兩相混合式步進電機的結(jié)構(gòu) .......................................................................... 8 兩相混合式 步進電機的工作原理 ................................................................... 9 兩相混合式步進電機的樣機簡介 ................................................................... 9 控制原理及控制系統(tǒng)分類 ...................................................................................... 10 控制原理及應(yīng)用 ......................................................................................... 10 控制系統(tǒng)的分類 ......................................................................................... 11 第三章 步進電動機伺服控制器的設(shè)計 .............................................................................. 11 3. 1 步進電動機伺服控制器的硬件組成 ...................................................................... 11 主控制模塊 .............................................