【導讀】Keil發(fā)平臺,選用C語言完成對伺服系統(tǒng)各功能模塊相應的程序的編。寫、改進及驗證。[3]袁任光.可編程序控制器應用技術實例[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,而選用單片機作為控制器,極大的降低了系統(tǒng)成本,且可靠性高,控制靈。本研究以42BYGH101型兩相混合式步進電機為研究對象,擬設計一款以單片機作為控制核心,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動電路驅動步進電機。轉矩,使得兩相混合式步進電機的性能得到充分發(fā)揮。

　　

【正文】 =1000*6/RunSpeed%l 00/10+48。 SPEED[2]=1000*6/RunSpeed%l0+48。 } 系統(tǒng)調速模塊的設計 系統(tǒng)調速模塊主要是通過改變輸入到步進電機驅動器的脈沖頻率的快慢來實現。單片機控制步進電機加減速運轉的方法有硬件法和軟件法兩種 ,軟件法是指用延時程序來改變輸出脈沖頻率。硬件法是用一個定時器來實現 ,在每次進入定時中斷后 ,改變定時器的定時常數。從而實現變速控制。在步進電機伺服系統(tǒng)中 ,采用軟件法進行加減速的控制。根據步進電機的啟動頻率為 3000PPS,系統(tǒng)編程時設定的頻率值為 2021PPS,通過改變軟件程序中延時程序的值 ,來控制步進電機的脈沖 .頻率值 ,實現步進電機的加速、減速的控制。 按鍵顯示模塊的設計 按鍵處理程序實時掃描 P2. 2P2. 7 端口的電平值的變化 ,當用戶按下相應按鍵 ,按鍵值變?yōu)榈碗娖?,程序掃描到低電平信號 ,就會發(fā)出相應的外部中斷請求 ,則執(zhí)行相應的模塊子程序 ,同時在 L⑶上實時顯示系統(tǒng)的速度與狀態(tài)信息 ,直到按下停下按鍵后 ,系統(tǒng)將處于停止狀態(tài)。按鍵顯示模塊流程圖如圖 所示。 LCD 顯示程序部分代碼如下 : void ShowState() //顯示狀態(tài)與速度 { int i=0。 while(SpeedChar[i]!=‘ \0’ ) {delay ()。 show_lcd(SpeedChar Li): 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 22 i++。} delay ()。 Pl=0x80 丨 OxOd。 cmd_wr () : } 圖 按鍵顯示模塊流程圖 外部中斷模塊的設計 該模塊主要采用 INTO 及 INT1,用戶按下停止、正轉、反轉按鈕時 ,外部中斷 0有效 ,而用戶按下加速、減速、啟動時 ,外部中斷 1有效 ,且將 IEO 或 IE1 置位 ,響應本次中斷并轉向執(zhí)行中斷服務程序 ,再由硬件對其清零 ,完 成本次中斷處理。外部中斷 0 的 C語言程序部分代碼如下 : void INT— 0() interrupt 0 { if(a0==0) RunSpeed=0: 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 23 delay— runs (10)。 else if(al==0) { RunState=RIGHT_RUN: P2_0=l。 Pl=0x01 : cmd_wr ()。 ShowState (): delay_nms(10)。} } 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 24 第四章 實驗結果及分析 為了驗證所設計的基于 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)調速實驗。 第一步 : 電機驅動脈沖測試為了實現后續(xù)電路的設計要求，首先對驅動電路輸出的脈沖信號進行測試，用示波器觀察驅動脈沖波形，看是否滿足驅動要求。系統(tǒng)調試的第一步，就是看原始信號是否正常。驅動電路輸出端接到示波器上，調節(jié)數字示波器，使信號盡量清楚，其波形圖如 ，其中分別為轉速在 20 r /min、 50 r /min 和 100 r /min時的兩相波形輸出圖形。 第二步 : 轉速閉環(huán)測試主要是測試電機轉速在 數字 PID 閉環(huán)控制下的控制精度和響應速度。啟動控制系統(tǒng)，設置控制器的速度為 20 r /min時，檢測 L298N 的輸出波形如圖 6( a) 所示。隨后，分別設置控制器的速度為 50 r /min、 100 r /min 時，此時的電機驅動脈沖波形如圖 6( b) 、 ( c) 所示。由圖 : 輸出的信號比較理想，而且干擾也比較小。 a. 轉速為 20 r /min 時兩相波形輸出圖形 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 25 b. 轉速為 50 r /min 時兩相波形輸出圖形 c. 轉速為 100 r /min 時兩相波形輸出圖形 圖 不同情況運行時的驅動脈沖波形 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 26 圖 轉速 50 r /min 時測速光電門輸出波形 從試驗結果可以看出，設計的控制系統(tǒng)能滿足指標要求，系統(tǒng)的響應速度和控制精度均在允許范圍內。 圈數測試結果 測試設定允許轉過圈數與實際測量圈數比較。測試圈數的轉速選擇為 50 r /min，測試結果見表 。 表 位置測試結果 理論圈數 10 50 100 500 實際圈數 10 50 100 500 誤差值 0 0 0 0 轉速調整測試結果 設定不同的轉速，檢測所到達位置和轉動的速 度是否精確，測試結果見表 。 表 轉度測試結果 理論速度 /（ 1min??r ） 20 50 100 理論速度 /（ 1min??r ） 99 誤差值 1 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 27 第五章 結束語 步進電機是一種輸出與輸入數字脈沖對應的增量驅動元件，隨著數字電子技術的發(fā)展應用會更加廣泛。本文通過對步進電 機的工作原理、控制系統(tǒng)設計和轉速控制等方面的研究，提高了步進電機的控制水平，但對步進電機控制技術的研究是一個無止境的工程，需要在產品開發(fā)實踐中，不斷積累經驗，并與理論相結合，才能使步進電機的控制達到最佳狀態(tài)。 通過這段時間的畢業(yè)設計，把所學過的各種知識進行了一次全面而系統(tǒng)的綜合，并融會貫通，把所學到的各種理論與思想進行可一次合理的應用，把所查閱到的各種文獻及與設計相關的資料進行了合理的提取與分析，并應用到實際。這不但增強了自己的知識結構，同時對所學過的各種理論知識與專業(yè)知識進行了一次全面的終結。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用有了一定的掌握與理解，并加強了網上學習和查閱資料的能力。 步進電機調速系統(tǒng)適用各種現場自動化控制，特別應用于小功率負載的控制；具有成本底，性能穩(wěn)定 ,可靠性高等優(yōu)點。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，而步進電機調速系統(tǒng)可方便地應用與各種自動化控制系統(tǒng)與領域。畢業(yè)設計是對大學所學課程的一個高度的綜合。無論是基礎知識還是專業(yè)知識都被設計統(tǒng)一起來，使零散的知識系統(tǒng)化，形成了一種能力，這也是畢業(yè)設計所要達到的目的。這也為我們走入 社會打下一個良好的基礎，為走入社會對知識與理論的應用做了一個好的鋪墊。人生的路是漫長而曲折的，在這漫長而曲折的道路上需要自己的不斷努力與拼搏。作為即將離校的學生，走出校門就站在另一個人生起點上，還有很長的路要走，這必須有足夠的勇氣與自信去迎接挑戰(zhàn)，克服困難，創(chuàng)造奇跡。特別對未來要充滿期盼，充滿希望，要微笑著走人生的每一步?！奥仿湫捱h兮，我將上下而求索”。 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 28 參考文獻 , 李小青 , 陳林康編著 . 單片機應用系統(tǒng)的功率接口技術 , 北京航空航天大學出版社 ,1992. . 電機的微機控制 . 機械工業(yè)出版社 ,1999. . 電動機的單騙機控制 . 北京航空航天大學出版社 , 2021. . 單片機 C 語言應用程序設計 .北京航空航天大學出版社 , 1997. ，劉叢偉，孫旭東， 一種基于 Kalman 濾波的異步電機轉速控制器 ，劉昭度，馬岳峰， 制動器慣性試驗臺的改進設計 農業(yè)機械學報， 2021， 37( 6) : 17 － 19． ，彭彥宏，洪哲浩． 車輛制動器試驗臺慣性飛輪的優(yōu)化組合設計 拖拉機與農用運輸車， 2021， 33( 2) : 59 － 62． ，曾祥軍． 基于模糊 PID 控制的汽車底盤模擬測功機測控系統(tǒng) 農業(yè)機械學報， 2021， 37( 12) : 17 － 19． 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 29 答謝辭 感謝我的導師 孫老師等 ，他們嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。 感謝我的老師，這片論文的每個實驗細節(jié)和每個數據，都離不開你的細心指導。而你開開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們這個新的實驗室。 感謝我的室友們，從遙遠的家 來到這個陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我們沒有紅過臉，沒有吵過嘴，沒有發(fā)生上大學前所擔心的任何不開心的事情。只是今后大家就難得再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒關系，各奔前程，大家珍重。也愿離開我們寢室的開開心心。我們在一起的日子，我會記一輩子的。 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。 在這份 畢業(yè)論文總結 報告即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 30 畢業(yè)設計（論文）成績評定表 一、指導教師評分表（總分為 70分） 序 號 考 核 項 目 滿 分 評 分 1 工作態(tài)度與紀律 10 2 調研論證 10 3 外文翻譯 5 4 設計（論文）報告文字質量 10 5 技術水平與實際 能力 15 6 基礎理論、專業(yè)知識與成果價值 15 7 思想與方法創(chuàng)新 5 合計 70 指導教師綜合評語： 指導教師簽名： 年 月 日 二、答辯小組評分表（總分為 30 分） 序 號 考 核 項 目 滿 分 評 分 1 技術水平與實際能力 5 2 基礎理論、專業(yè)知識與成果價值 5 3 設計思想與實驗方法創(chuàng)新 5 4 設計（論文）報告內容的講述 5 5 回答問題的正 確性 10 合計 30 答辯小組評價意見（建議等第）： 答辯小組組長教師簽名： 年 月 日 三、系答辯委員會審定表 1． 審定意見 2．審定成績（等第） _____ ___ 系主任簽字： 年 月 日 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 31