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eda步進(jìn)電機(jī)控制設(shè)計(jì)-在線瀏覽

2024-08-17 11:47本頁(yè)面
  

【正文】 .......................................................... 20 第五章 參考文獻(xiàn): ......................................................... 20 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書第一章 緒論167。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡(jiǎn)單。 步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)能夠直接將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成為角位移,不需要A/D 轉(zhuǎn)換,所以被認(rèn)為是理想的數(shù)控執(zhí)行元件。:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高起動(dòng)頻率(空載起動(dòng)頻率),而最高運(yùn)行頻率則可以達(dá)到6KHz。因此驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)時(shí),應(yīng)當(dāng)先計(jì)算出電機(jī)不失步起動(dòng)的最大頻率,但其計(jì)算過程涉及參量復(fù)雜,鑒于我們對(duì)其具體理論了解有限,故不能精確計(jì)算出空載起動(dòng)頻率,實(shí)際應(yīng)用對(duì)起動(dòng)段的處理是采用按直線擬合的方法,即階梯升速法。②未知突跳頻率,則按段擬合至給定的起動(dòng)頻率,每段頻率的遞增量(后稱階梯頻率)△f=f/8,即采用8段擬合。如圖所示。在此過程中要處理好兩個(gè)問題: ①速度轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)盡量短;為了縮短速度轉(zhuǎn)換的時(shí)間,可以采用建立數(shù)據(jù)表的方法,結(jié)合各曲線段的頻率和各段間的階梯頻率便可以建立一個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)表,并通過轉(zhuǎn)換程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為脈沖速率。②保證控制速度的精確性;要從一個(gè)速度準(zhǔn)確達(dá)到另外一個(gè)速度,就要建立一個(gè)校驗(yàn)機(jī)制,以防超過或未達(dá)到所需速度。:步進(jìn)電機(jī)通電換相這一過程稱為脈沖分配。如果按給定工作方式正序換相通電,步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn),如果按反序通電換相,則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。換向信號(hào)一定要在前一個(gè)方向的最后一個(gè)CP脈沖結(jié)束后以及下一個(gè)方向的第一個(gè)CP脈沖前發(fā)出。對(duì)于CP脈沖的設(shè)計(jì)主要要求其有一定的脈沖寬度(一般不小于5μs)、脈沖序列的均勻度及高低電平方式. 換向信號(hào)起作用的時(shí)刻167。升速時(shí),使脈沖頻率增高,減速時(shí),使脈沖頻率降低。車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書第二章 總體設(shè)計(jì)167。從 FPGA 出來的脈沖信 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路號(hào)從 J1 接入按一定的順序分別接到晶體管 Q7~Q10 的基極,輸出端則有四個(gè)相應(yīng)的信號(hào)輸出,并接到電機(jī)的 6 腳(注意:電機(jī)引出了六根線,只有 6 才是真正接電機(jī)的四相輸入,且分別接電機(jī)的 A、B、C、D 相) 。以此類推,其余各相亦是如此。167。總控制模塊其實(shí)質(zhì)是一個(gè)按鍵控制程序,共有reset復(fù)位鍵、add累加鍵、sub遞減鍵、start/stop啟動(dòng)/停止鍵、shift電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制鍵五個(gè)按鍵。其間主控程序不斷檢測(cè)按鍵,只要有鍵被按下則啟動(dòng)相應(yīng)的子模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。167。車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書開 始系 統(tǒng) 初 始 化檢 測(cè) 按 鍵是 否 按 鍵 ?判 斷 按 鍵步 進(jìn) 電 機(jī)調(diào) 整 按 鍵步 進(jìn) 進(jìn) 程 ?步 進(jìn) 電 機(jī)控 制 進(jìn) 程步 進(jìn) 電 機(jī)驅(qū) 動(dòng) 電 路步 進(jìn) 電 機(jī)步 進(jìn) 電 機(jī)轉(zhuǎn) 換 按 鍵顯 示 模 塊 步進(jìn) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速YYYNN 控制模塊程序流程圖167。模塊一接收到按鍵信號(hào),則按鍵去抖部分先對(duì)按鍵信號(hào)進(jìn)行處理,得到穩(wěn)定的控制信號(hào);如果是變頻信號(hào)則變頻部分動(dòng)作,通過相位累加模型,改變步進(jìn)電機(jī)脈沖頻率,并送給步進(jìn)部分;如果是換向信號(hào),則換向部分動(dòng)作,為了使電機(jī)降速停止或降到突跳頻率范圍之內(nèi)再換向,先停送驅(qū)動(dòng)脈沖一秒,再送反向脈沖給步進(jìn)部分,驅(qū)動(dòng)電機(jī)換向;步進(jìn)部分則是按照送來的脈沖頻率和步進(jìn)順序信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)按預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng);測(cè)頻部分通過測(cè)定所送脈沖頻率,再利用四相電機(jī)八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/(50*8)=則可以計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù),再送給顯示模塊顯示。 總體設(shè)計(jì)電路圖 總體設(shè)計(jì)電路接線圖167。USE 。USE 。 系統(tǒng)時(shí)鐘/換向按鍵/復(fù)位信號(hào) y:out STD_LOGIC 。END ztsd。BEGINPROCESS(key,clk,rst) 產(chǎn)生換向延時(shí)秒脈沖VARIABLE t:integer range 0 to 32022000。039。ELSIF key=39。 THEN t:=0。y=39。ELSE t:=32022000。139。車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書END IF。END PROCESS。039。139。END IF。END PROCESS。圖 圖 /**/步進(jìn)電機(jī)控制脈沖產(chǎn)生模塊LIBRARY IEEE。USE 。ENTITY step_motor IS PORT ( clk,rst : in STD_LOGIC。 正反轉(zhuǎn)切換鍵 clkkk:out STD_LOGIC。 步機(jī)電機(jī)四相輸出END step_motor。車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書TYPE step IS array (0 to 7) OF STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。BEGINIF rst=39。 THEN t:=0。EVENT AND clk=39。 THEN IF t=7 THEN clkk=not clkk。ELSE t:=t+1。END IF。clkkk=clkk。VARIABLE eight_step:step。 eight_step(1):= 0011。 eight_step(3):= 0110。 eight_step(5):= 1100。 eight_step(7):= 1001。039。 ELSIF rising_edge(clkk) THEN IF sel=39。 THENIF index=6 THENindex:=index+1。END IF。ELSE index:=7。END IF。END IF。END Behavioral。USE 。USE 。 系統(tǒng)時(shí)鐘/輸入被測(cè)脈沖/復(fù)位信號(hào) shift:out STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。 七段數(shù)碼管END cepin。039。SIGNAL clkkk:STD_LOGIC。039。BEGINcepin:block 測(cè)頻模塊BEGINPROCESS(clk,rst)VARIABLE t:integer range 1 to 32022000。039。ELSIF rising_edge(clk) THEN IF t=32022000 THEN clkk=not clkk。ELSEt:=t+1。END IF。PROCESS(clkk,clk1,rst) VARIABLE t:STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0):=(others=39。)。BEGINIF rst=39。 THEN t:=(others=39。)。ELSIF rising_edge(clk1) THENIF c
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