【毕业论文 毕业设计】基于单片机的步进电机控制系统.doc

毕业论文(设计)
题目: 基于单片机的步进电机控制系统

系别: 自动化系
专业: 港口物流设备与自动控制
班级:
姓名
目录
前言
步进电机控制原理…………………………………………2
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…………………………………………… 、设计方案-硬件电路设计………………………………4
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三、步进电动机的单片机控制……………………………………7
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四、步进电动机的运行控制…………………………………………11
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、减速控制……………………………………………14
五、总结……………………………………………………………20
参考文献及外文资料
前言
步进电机是机电控制中一种常用的执行机构,它的用途是将电脉冲转化为角位移,通俗地说:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
在步进电机的单片机控制系统中,要求能实现以下三个基本控制任务:
控制换相顺序:步进电机的通电换相顺序要严格按照步进电机的工作方式进行。也称为脉冲分配,实现脉冲分配的方法有两种:软件法和硬件法。
控制步进电机的转向:通过改变通电的相序来实现。
控制步进电机的转速:通过调节脉冲频率来实现。
一、步进电机控制原理


步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。
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电机固有步距角:
它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,°/°(°、°),这个步距角可以称之为“电机固有步距角”,它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。
(2)步进电机的相数:
是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,
°/°、°/°、°/° 。
(3)保持转矩(HOLDING TORQUE):
是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。比如,,。
(4)DETENT TORQUE:
是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENT TORQUE。


步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。
步进电机区别于其他控制电机的最大特点是,它是通过输入脉冲信号来进行控制的,即电机的总转动角度由输入脉冲数决定,而电机的转速由脉冲信号频率决定。
步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下:
(1)控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配。例如:三相步进电机的三拍工作方式