基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-08-07 12:42本頁(yè)面
【正文】 廉是它突出的優(yōu)勢(shì)。永磁式步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能好，這是它最主要的優(yōu)點(diǎn)?；旌鲜讲竭M(jìn)電機(jī)由于綜合了反應(yīng)式和永磁式的優(yōu)點(diǎn)，所以不但動(dòng)態(tài)性能好而且運(yùn)行起來(lái)也十分穩(wěn)定，但由于電機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，所以混合式電機(jī)的成本較高，造價(jià)不菲。 步進(jìn)電機(jī)現(xiàn)有控制辦法現(xiàn)在步進(jìn)電機(jī)有多種控制方法，最為常用的大致有基于單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)、利用plc控制步進(jìn)電機(jī)，以及利用VC++控制步進(jìn)電機(jī)。通過(guò)對(duì)基于單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的研究，有助于把單片機(jī)技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，對(duì)于學(xué)習(xí)實(shí)踐有著重大的幫助。而閉環(huán)控制方法則難以阻止電機(jī)實(shí)際運(yùn)行中的非線性問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)精確控制。 國(guó)內(nèi)外研究概況步進(jìn)電機(jī)的歷史可以追溯到1920年的英國(guó)，近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用了性能較好的混合式步進(jìn)電機(jī)。我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在這方面還存在一定的差距。目前，由于步進(jìn)電機(jī)的理論已經(jīng)趨于完善，因此其發(fā)展已經(jīng)較為緩和。用步進(jìn)電機(jī)組成的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，組裝價(jià)格也頗為廉價(jià)，因此性價(jià)比高，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的需求必將與日俱增，因此研究基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì)具有很重大的現(xiàn)實(shí)意義。 論文內(nèi)容安排本論文具體安排如下： 第一章為緒論，初步交代本論文的學(xué)術(shù)背景及研究意義研究目的。 第二章為步進(jìn)電機(jī)概述，對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，介紹步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)及工作原理工作方式，并對(duì)步進(jìn)電機(jī)的基本參數(shù)進(jìn)行說(shuō)明。第四章為軟件部分設(shè)計(jì)，介紹了主程序、顯示程序、鍵盤程序等部分。第五章為結(jié)束語(yǔ)，對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行了最后的總結(jié)， 2 步進(jìn)電機(jī)概述 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)是一種直流電動(dòng)機(jī)，步進(jìn)電機(jī)相對(duì)普通電機(jī)來(lái)說(shuō)，步進(jìn)電機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)控制的，而且不需要反饋信號(hào)。步進(jìn)電機(jī)具有以下這些特點(diǎn)：(1)使用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，系統(tǒng)簡(jiǎn)單而又價(jià)格低廉(2)性價(jià)比高，可靠性好；(3)響應(yīng)性優(yōu)良，對(duì)于正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)減速的反應(yīng)都很好：(4)停止時(shí)，可有自鎖功能：(5)不能使用普通交流電源直接驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)能將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相位移或角位移，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)接收到一個(gè)電脈沖信號(hào)的時(shí)候，它就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（稱之為“步距角”）步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)之一就是按照固定角度一步步運(yùn)行的，因此可以通過(guò)控制電脈沖的信號(hào)量，來(lái)使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)固定的角度。 步進(jìn)電機(jī)的工作方式(1)單三拍的通電順序?yàn)锳 B C(2)雙三拍的通電順序?yàn)锳B BC CA(3)六拍的通電順序?yàn)锳 AB B BC C CA這三種方式存在一定的差別，具體如下表所示：表21 步進(jìn)電機(jī)工作方式的比較工作方式單三拍雙三拍六拍步進(jìn)周期TTT每相通電時(shí)間T2T3T走齒周期3T3T6T相電流小較大最大高頻性能差較好較好轉(zhuǎn)矩小中大電磁阻尼小較大較大振蕩容易較容易不容易功耗小大中由上表可以得出結(jié)論，六拍的工作方式最好，雙三拍的較為一般，單三拍的最差。 步進(jìn)電機(jī)技術(shù)參數(shù)步進(jìn)電機(jī)的基本參數(shù)可以分為以下幾項(xiàng)：(1) 步距角：指控制系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)后，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，(2) 步距角精度：指步進(jìn)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)的步距角與理論值的誤差，可以表示為誤差/步距角*100%。(4) 最大空載起動(dòng)頻率：指步進(jìn)電機(jī)在不加負(fù)載的情況下，就能直接啟動(dòng)的最大的頻率。 3 硬件電路設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件電路主要由AT89C51單片機(jī)，按鍵控制電路，顯示屏，時(shí)鐘電路，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，步進(jìn)電機(jī)，這幾部分組成。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電 路顯示屏AT89C51按鍵控制電路時(shí)鐘電路圖31系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 電路原理圖根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，本人設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的電路原理圖，用以控制步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)和加速減速四種調(diào)速方案。圖32 系統(tǒng)電路原理圖 AT89C51型單片機(jī)本次設(shè)計(jì)選用的是89C51作為步進(jìn)電機(jī)的控制芯片．AT89C51是一種低功耗，高性能，適用于實(shí)時(shí)處理，實(shí)時(shí)控制的單片機(jī)。
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