【導(dǎo)讀】Keil發(fā)平臺(tái),選用C語言完成對(duì)伺服系統(tǒng)各功能模塊相應(yīng)的程序的編。寫、改進(jìn)及驗(yàn)證。[3]袁任光.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)實(shí)例[M].華南理工大學(xué)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(xué)出版社,而選用單片機(jī)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(jìn)電機(jī)為研究對(duì)象,擬設(shè)計(jì)一款以單片機(jī)作為控制核心,而兩相混合式步進(jìn)電機(jī),工作時(shí)要求定子磁極的極性交變,即繞組電流能。正、反向流動(dòng),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(dòng)電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。轉(zhuǎn)矩,使得兩相混合式步進(jìn)電機(jī)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(diào)速模塊的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)調(diào)速模塊主要是通過改變輸入到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖頻率的快慢來實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)加減速運(yùn)轉(zhuǎn)的方法有硬件法和軟件法兩種 ,軟件法是指用延時(shí)程序來改變輸出脈沖頻率。硬件法是用一個(gè)定時(shí)器來實(shí)現(xiàn) ,在每次進(jìn)入定時(shí)中斷后 ,改變定時(shí)器的定時(shí)常數(shù)。從而實(shí)現(xiàn)變速控制。在步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)中 ,采用軟件法進(jìn)行加減速的控制。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)頻率為 3000PPS,系統(tǒng)編程時(shí)設(shè)定的頻率值為 2021PPS,通過改變軟件程序中延時(shí)程序的值 ,來控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖 .頻率值 ,實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的加速、減速的控制。 按鍵顯示模塊的設(shè)計(jì) 按鍵處理程序?qū)崟r(shí)掃描 P2. 2P2. 7 端口的電平值的變化 ,當(dāng)用戶按下相應(yīng)按鍵 ,按鍵值變?yōu)榈碗娖?,程序掃描到低電平信號(hào) ,就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的外部中斷請(qǐng)求 ,則執(zhí)行相應(yīng)的模塊子程序 ,同時(shí)在 L⑶上實(shí)時(shí)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?fàn)顟B(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(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 該模塊主要采用 INTO 及 INT1,用戶按下停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)按鈕時(shí) ,外部中斷 0有效 ,而用戶按下加速、減速、啟動(dòng)時(shí) ,外部中斷 1有效 ,且將 IEO 或 IE1 置位 ,響應(yīng)本次中斷并轉(zhuǎn)向執(zhí)行中斷服務(wù)程序 ,再由硬件對(duì)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(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的基于 AT89S51 的電機(jī)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(shí)驗(yàn)室完成了控制系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)。 第一步 : 電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖測試為了實(shí)現(xiàn)后續(xù)電路的設(shè)計(jì)要求，首先對(duì)驅(qū)動(dòng)電路輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行測試，用示波器觀察驅(qū)動(dòng)脈沖波形，看是否滿足驅(qū)動(dòng)要求。系統(tǒng)調(diào)試的第一步，就是看原始信號(hào)是否正常。驅(qū)動(dòng)電路輸出端接到示波器上，調(diào)節(jié)數(shù)字示波器，使信號(hào)盡量清楚，其波形圖如 ，其中分別為轉(zhuǎn)速在 20 r /min、 50 r /min 和 100 r /min時(shí)的兩相波形輸出圖形。 第二步 : 轉(zhuǎn)速閉環(huán)測試主要是測試電機(jī)轉(zhuǎn)速在 數(shù)字 PID 閉環(huán)控制下的控制精度和響應(yīng)速度。啟動(dòng)控制系統(tǒng)，設(shè)置控制器的速度為 20 r /min時(shí)，檢測 L298N 的輸出波形如圖 6( a) 所示。隨后，分別設(shè)置控制器的速度為 50 r /min、 100 r /min 時(shí)，此時(shí)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖波形如圖 6( b) 、 ( c) 所示。由圖 : 輸出的信號(hào)比較理想，而且干擾也比較小。 a. 轉(zhuǎn)速為 20 r /min 時(shí)兩相波形輸出圖形 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 b. 轉(zhuǎn)速為 50 r /min 時(shí)兩相波形輸出圖形 c. 轉(zhuǎn)速為 100 r /min 時(shí)兩相波形輸出圖形 圖 不同情況運(yùn)行時(shí)的驅(qū)動(dòng)脈沖波形 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 圖 轉(zhuǎn)速 50 r /min 時(shí)測速光電門輸出波形 從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)能滿足指標(biāo)要求，系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度均在允許范圍內(nèi)。 圈數(shù)測試結(jié)果 測試設(shè)定允許轉(zhuǎn)過圈數(shù)與實(shí)際測量圈數(shù)比較。測試圈數(shù)的轉(zhuǎn)速選擇為 50 r /min，測試結(jié)果見表 。 表 位置測試結(jié)果 理論圈數(shù) 10 50 100 500 實(shí)際圈數(shù) 10 50 100 500 誤差值 0 0 0 0 轉(zhuǎn)速調(diào)整測試結(jié)果 設(shè)定不同的轉(zhuǎn)速，檢測所到達(dá)位置和轉(zhuǎn)動(dòng)的速 度是否精確，測試結(jié)果見表 。 表 轉(zhuǎn)度測試結(jié)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(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 第五章 結(jié)束語 步進(jìn)電機(jī)是一種輸出與輸入數(shù)字脈沖對(duì)應(yīng)的增量驅(qū)動(dòng)元件，隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用會(huì)更加廣泛。本文通過對(duì)步進(jìn)電 機(jī)的工作原理、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)速控制等方面的研究，提高了步進(jìn)電機(jī)的控制水平，但對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)的研究是一個(gè)無止境的工程，需要在產(chǎn)品開發(fā)實(shí)踐中，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，并與理論相結(jié)合，才能使步進(jìn)電機(jī)的控制達(dá)到最佳狀態(tài)。 通過這段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，把所學(xué)過的各種知識(shí)進(jìn)行了一次全面而系統(tǒng)的綜合，并融會(huì)貫通，把所學(xué)到的各種理論與思想進(jìn)行可一次合理的應(yīng)用，把所查閱到的各種文獻(xiàn)及與設(shè)計(jì)相關(guān)的資料進(jìn)行了合理的提取與分析，并應(yīng)用到實(shí)際。這不但增強(qiáng)了自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，同時(shí)對(duì)所學(xué)過的各種理論知識(shí)與專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了一次全面的終結(jié)。由于不斷的上 機(jī)操作與實(shí)踐，不但加強(qiáng)了自己動(dòng)手能力，同時(shí)對(duì)一些計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用有了一定的掌握與理解，并加強(qiáng)了網(wǎng)上學(xué)習(xí)和查閱資料的能力。 步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)適用各種現(xiàn)場自動(dòng)化控制，特別應(yīng)用于小功率負(fù)載的控制；具有成本底，性能穩(wěn)定 ,可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，在科技的進(jìn)步中起到了非常重要的作用，而步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)可方便地應(yīng)用與各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)與領(lǐng)域。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)課程的一個(gè)高度的綜合。無論是基礎(chǔ)知識(shí)還是專業(yè)知識(shí)都被設(shè)計(jì)統(tǒng)一起來，使零散的知識(shí)系統(tǒng)化，形成了一種能力，這也是畢業(yè)設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目的。這也為我們走入 社會(huì)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，為走入社會(huì)對(duì)知識(shí)與理論的應(yīng)用做了一個(gè)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(xué)生，走出校門就站在另一個(gè)人生起點(diǎn)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(duì)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(yuǎn)兮，我將上下而求索”。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 參考文獻(xiàn) , 李小青 , 陳林康編著 . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的功率接口技術(shù) , 北京航空航天大學(xué)出版社 ,1992. . 電機(jī)的微機(jī)控制 . 機(jī)械工業(yè)出版社 ,1999. . 電動(dòng)機(jī)的單騙機(jī)控制 . 北京航空航天大學(xué)出版社 , 2021. . 單片機(jī) C 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) .北京航空航天大學(xué)出版社 , 1997. ，劉叢偉，孫旭東， 一種基于 Kalman 濾波的異步電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器 ，劉昭度，馬岳峰， 制動(dòng)器慣性試驗(yàn)臺(tái)的改進(jìn)設(shè)計(jì) 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2021， 37( 6) : 17 － 19． ，彭彥宏，洪哲浩． 車輛制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)慣性飛輪的優(yōu)化組合設(shè)計(jì) 拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)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(jī)測控系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2021， 37( 12) : 17 － 19． 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 答謝辭 感謝我的導(dǎo)師 孫老師等 ，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)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(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開你的細(xì)心指導(dǎo)。而你開開朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們這個(gè)新的實(shí)驗(yàn)室。 感謝我的室友們，從遙遠(yuǎn)的家 來到這個(gè)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(xué)前所擔(dān)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(guān)系，各奔前程，大家珍重。也愿離開我們寢室的開開心心。我們?cè)谝黄鸬娜兆?，我?huì)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(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。 在這份 畢業(yè)論文總結(jié) 報(bào)告即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意！ 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績?cè)u(píng)定表 一、指導(dǎo)教師評(píng)分表（總分為 70分） 序 號(hào) 考 核 項(xiàng) 目 滿 分 評(píng) 分 1 工作態(tài)度與紀(jì)律 10 2 調(diào)研論證 10 3 外文翻譯 5 4 設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告文字質(zhì)量 10 5 技術(shù)水平與實(shí)際 能力 15 6 基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與成果價(jià)值 15 7 思想與方法創(chuàng)新 5 合計(jì) 70 指導(dǎo)教師綜合評(píng)語： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 二、答辯小組評(píng)分表（總分為 30 分） 序 號(hào) 考 核 項(xiàng) 目 滿 分 評(píng) 分 1 技術(shù)水平與實(shí)際能力 5 2 基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與成果價(jià)值 5 3 設(shè)計(jì)思想與實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新 5 4 設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告內(nèi)容的講述 5 5 回答問題的正 確性 10 合計(jì) 30 答辯小組評(píng)價(jià)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(huì)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(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31