直流電機(jī)控制原理及c程序-在線瀏覽
2024-09-15 10:28本頁(yè)面
【正文】 整、修改系統(tǒng)的硬件和軟件，直到其正確為止。 工作模塊21 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【工作任務(wù)】利用AT89S52單片機(jī)及獨(dú)立鍵盤控制步進(jìn)電機(jī)的速度和方向。步進(jìn)電機(jī)電氣參數(shù)：～，步進(jìn)角是18176。1．速度控制技術(shù)本工作模塊使用的步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角是18176。18176。）。（1）轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間是60s/30圈=2s，旋轉(zhuǎn)一個(gè)步進(jìn)角的時(shí)間是2s/20=100ms（每圈20個(gè)步進(jìn)角）。（2）轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間是60s/60圈=1s，旋轉(zhuǎn)一個(gè)步進(jìn)角的時(shí)間是1s/20=50ms（每圈20個(gè)步進(jìn)角）。根據(jù)以上分析，我們只要改變脈沖信號(hào)之間的延時(shí)時(shí)間，即改變每步之間的延時(shí)時(shí)間，便可控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。注意：步進(jìn)電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，轉(zhuǎn)速越快負(fù)載轉(zhuǎn)矩越小，當(dāng)轉(zhuǎn)速快至其極限時(shí)，步進(jìn)電機(jī)不再旋轉(zhuǎn)。2. 方向控制技術(shù)本工作模塊是采用1相勵(lì)磁順序，四種勵(lì)磁狀態(tài)為一個(gè)循環(huán)。（1）正轉(zhuǎn)時(shí)，1相勵(lì)磁順序?yàn)椋篈→B→C→D→……（2）反轉(zhuǎn)時(shí)，1相勵(lì)磁順序?yàn)椋篋→C→B→A→…… 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)按照工作任務(wù)要求，步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)電路是由AT89S52單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、鍵盤電路等模塊構(gòu)成。由于按鍵數(shù)目少，鍵盤模塊設(shè)計(jì)采用獨(dú)立鍵盤。如圖82所示。、 、 、B、C、D。圖83 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)前面的鍵盤模塊電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路設(shè)計(jì)，運(yùn)行Proteus軟件，新建“步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)” 設(shè)計(jì)文件。完成步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)后，進(jìn)行電氣規(guī)則檢測(cè)，直至檢測(cè)成功。、頭文件包含和定義全局變量、步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行函數(shù)run()以及主函數(shù)組成。宏定義如下：ifndef __MAIN_H__define __MAIN_H__define uint unsigned intdefine uchar unsigned chardefine step_moto_port P3define FZ_KEY (!(P2_0))define UP_KEY (!(P2_1))define DOWN_KEY (!(P2_2))define ZZ_KEY (!(P2_3))endif2．頭文件包含和定義全局變量include include uint speed=1000。 //延時(shí)參數(shù)初值uchar dir=0。表81 控制狀態(tài)與P3口的控制碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系控制狀態(tài)P3口控制碼D相B相C相A相A相繞組通電01H0001B相繞組通電02H0010C相繞組通電04H0100D相繞組通電08H1000由表81可以看出，正轉(zhuǎn)時(shí)，初始控制碼為0x01，然后控制碼左移1位，獲得下一位控制碼。代碼如下： void run(void){ speed = speed_change。 //延時(shí) if(dir == 1) /* dir = 0，正轉(zhuǎn)*/ { if(step_moto_port = 0x08) //如果控制碼= 0x08（一個(gè)循環(huán)完成），取初始控制碼 step_moto_port=0x01。 } else /* dir = 1，反轉(zhuǎn)*/ { if(step_moto_port = 0x01) //如果控制碼= 0x01（一個(gè)循環(huán)完成），取初始控制碼step_moto_port=0x08。 }}4．步進(jìn)電機(jī)主函數(shù)main()void main(void){ step_moto_port=0x01。 while(LEFT_KEY) run()。 while(RIGHT_KEY)run()。 while(UP_KEY)run()。 while(DOWN_KEY) run()。 } // end while(1)} // end main步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)好以后，打開“步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)”Proteus電路，加載 “”文件。如圖84所示。獨(dú)立鍵盤有反轉(zhuǎn)按鍵、加速按鍵、減速按鍵和正轉(zhuǎn)按鍵。 直流電機(jī)控制技術(shù)1．認(rèn)識(shí)直流電機(jī)永磁式換向器直流電機(jī)，是應(yīng)用很廣泛的一種,只要在它上面加適當(dāng)電壓電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)。圖85 直流電機(jī)結(jié)構(gòu)直流電壓加在電刷上，經(jīng)換向片加到電樞繞組（轉(zhuǎn)子線圈），使電樞導(dǎo)體有電流流過(guò)，由于電機(jī)內(nèi)部有定子磁場(chǎng)存在，所以電樞導(dǎo)體將受到電磁力 f 的作用（左手定則） ，電樞導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁力作用于轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子以n(轉(zhuǎn)/分)旋轉(zhuǎn)，以便拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載。圖86轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)于是在定子磁場(chǎng)作用下，得到轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)起來(lái)。（2）永磁式換流器電機(jī)特點(diǎn)1）當(dāng)電機(jī)負(fù)載固定時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速正比于所加的電源電壓。 3）加于電機(jī)的有效電壓，等于外加直流電壓減去反電動(dòng)勢(shì)。因?yàn)樨?fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)子有慢下來(lái)的傾向，于是反電動(dòng)勢(shì)減少，而使有效電壓增加，反過(guò)來(lái)又將使轉(zhuǎn)子有快起來(lái)的傾向，所以總的效果使速度穩(wěn)定。最大電流出現(xiàn)在剛起動(dòng)的時(shí)候。 6）體積小，重量輕。 由于具備上述的那些特點(diǎn)，所以在醫(yī)療器械、小型機(jī)床、電子儀器、計(jì)算機(jī)、氣象探空儀、探礦測(cè)井、電動(dòng)工具、家用電器及電子玩具等各個(gè)方面，都得到廣泛的應(yīng)用。2．速度控制技術(shù)調(diào)節(jié)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速最方便有效的調(diào)速方法是對(duì)電樞（即轉(zhuǎn)子線圈）電壓U進(jìn)行控制。所謂PWM控制技術(shù)，就是利用半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，把直流電壓變成電壓脈沖序列，通過(guò)控制電壓脈沖寬度或周期以達(dá)到變壓的目的?？刂浦绷麟姍C(jī)正反轉(zhuǎn)的橋式驅(qū)動(dòng)電路有單電源和雙電源兩種驅(qū)動(dòng)方式，通常采用單電源的驅(qū)動(dòng)方式，就可以滿足實(shí)際的應(yīng)用需要，所以這里只介紹單電源的驅(qū)動(dòng)方式。圖87 H橋方式驅(qū)動(dòng)電路圖87中的二極管稱為續(xù)流二極管，主要作用是消除直流電機(jī)所產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)。直流電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)三極管Q1和Q4導(dǎo)通，反轉(zhuǎn)時(shí)三極管Q2和Q3導(dǎo)通，在這兩種情況下，加在直流電機(jī)兩端的電壓極性相反。若是Q1與Q3關(guān)斷、Q2與Q4導(dǎo)通時(shí)，直流電機(jī)處于短路制動(dòng)狀態(tài)，將立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 停止 制動(dòng)圖88 直流
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