| [页数]:55 [字数]:18750 [目录] 第1章 步进电机简介 第2章 硬件电路设计 第3章 软件设计 第4章 调试 [摘要] 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。步进电机的调速一般是改变输入步进电机的脉冲的频率来实现步进电机的调速，因为步进电机每给一个脉冲就转动一个固定的角度，这样就可以通过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率，延时的长短来具体控制步进角来改变电机的转速，从而实现步进电机的调速。在本设计方案中采用凌阳SPEC061A型单片机内部的定时器改变CP脉冲的频率从而实现对步进电机的转速进行控制，实现电机调速与正反转的功能。 [正文] 前 言 步进电机最早是在1920年由英国人所开发。1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，这对于数字化的控制变得更为容易。以后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机,其位移速度与脉冲频率成正比,位移量与脉冲数成正比。步进电机在结构上也是由定子和转子组成,可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场,该矢量场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁极磁场方向与定子的磁场方向一致。定子绕组矢量磁场每旋转一个角度,转子也随着该磁场旋转一个角度。因此,控制电机转子旋转实际上就是以一定的规律控制定子绕组的电流来产生旋转的磁场。每来一个脉冲电压,转子就旋转一个步距角,称为一步。根据电压脉冲的分配方式,步进电机各相绕组的电流轮流切换,在供给连续脉冲时,就能一步一步地连续转动,从而使电机旋转。步进电机每转一周的步数相同, 在不丢步的情况下运行,其步距误差不会长期积累。随着电力电子技术的发展,可以实现细分驱动,即将一个步距角细分成若干小步来驱动,以减小步距角,提高步进分辨率,增加电机运行平稳性。步进电机必须使用专用的步进电机驱动设备才能够正常工作。 ...... [参考文献] [1] 李北明.16位凌阳单片机原理与应用[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学电工电子教学基地，2004. [2] 张培仁，张志坚.凌阳单片机在大学生电子竞赛中的应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006：136~145. [3] 罗亚非.凌阳十六位单片机应用基础[M].北京：清华大学出版社，2006：23~47. [4] 丛爽，李泽湘.实用运动控制技术[M].北京：电子工业出版社，2006：27~60，165~178. [5] 刘海成，秦进平，韩喜春.MCU-DSP型单片机原理与应用—基于凌阳16位单片机[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006：47~63. [7] 谭浩强.C程序设计[M].北京：清华大学出版社，1999. [8] 陈理壁. 步进电机及其应用[M] . 上海: 上海科学技术出版社,1989. [9] 历风满.数字PID控制算法的研究[J].辽宁大学学报，2005，4：367~370. [10] 马永军，殷侠，杨亚琴.数字PID及其改进算法的应用[J].机电产品开发与创新，2006，11：160~161. ...... [原文截取] 摘 要 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。步进电机的调速一般是改变输入步进电机的脉冲的频率来实现步进电机的调速，因为步进电机每给一个脉冲就转动一个固定的角度，这样就可以通过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率，延时的长短来具体控制步进角来改变电机的转速，从而实现步进电机的调速。在本设计方案中采用凌阳SPEC061A型单片机内部的定时器改变CP脉冲的频率从而实现对步进电机的转速进行控制，实现电机调速与正反转的功能。 关键词：步进电机，单片机，调速系统，SPEC061A ABSTRACT Stepping motor is the ring opening gating element changing electricity pulse signal into angular d..... |
基于单片机电机调速系统设计步进电机
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