步進電機運動規(guī)律及速度控制方法

1、1步進電機運動規(guī)律及速度控制方法步進電機運動規(guī)律及速度控制方法姓名：吳良辰姓名：吳良辰班級：班級：10機設(shè)（機設(shè)（2）學(xué)號：學(xué)號：201010310206學(xué)期我們專業(yè)開設(shè)了機電傳動控制這么課，它是機電一體化人才所需要知識結(jié)構(gòu)的軀體，由于電力傳動控制裝置和機械設(shè)備是一個不可分割的整體，所以我么能從中了解到機電傳動控制的一般知識，要掌握電機、電器、晶閘管等工作原理、特性、應(yīng)用和選用的方法。了解最新控制技術(shù)在機械設(shè)備中的應(yīng)用。在現(xiàn)代工業(yè)中，機

2、電傳動不僅包括拖動生產(chǎn)機械的電動機，而且還包括控制電動機的一整套控制，以滿足生產(chǎn)過程自動化的要求。也就是說，現(xiàn)代機電傳動是和各種控制元件組成的自動控制系統(tǒng)聯(lián)系在一起。機電系統(tǒng)一般可分為圖一所示的三個部分。圖1機電傳動控制在沒上這門課之前，在我自己認為，電機就是那些就是高中學(xué)的那些直流電動機，就是通電線圈在磁場轉(zhuǎn)動。那是直流電動機了，慢慢的我接觸了交流電動機，剛開始知道220V市電。記得大一下學(xué)期，我們金工實習(xí)了，看到工訓(xùn)下面那么多的車床

3、，銑床，鉆床……由于要提供大的功率，所以主電機都是選用380V。上完這門讓我更詳細了解他們內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和工作原理。還說明知識是慢慢積累的過程。見的多學(xué)的多。我明白了很多以前的疑惑?？吹诫娨暀C上那些智能機器人，他們的活動很自如，就像仿生肌肉一樣。尤其是日本的機器人。它的機械臂很有可能是步進電機控制的，還有一種說法是液壓與氣壓控制的。我覺的兩者都有。很有幸大一時候進入了第二課堂，在里面學(xué)到東西，也接觸了步進電機，我是在學(xué)51單片機那時候也買了

4、一個，就覺得很神奇。在加上前幾天參加了江西省電子設(shè)計大賽，我就感覺到要是要選控制類的題目做，步進電機是不能少的。所以步進電機是個好東西。我在網(wǎng)上查了一下資料，上個世紀就出現(xiàn)了步進電機，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，動作原理和今天的反應(yīng)式步進電機沒有什么區(qū)別，也是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。很遺憾的是它是國外人發(fā)明的。開始寫正題了，上完這門課，那個步進電機是讓我很癡迷的。步進電機在位置控制，速度，控制方面有著卓越的作用，是其他電機無

5、法比擬的。步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不3圖2步進電機的速度曲線步進電機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PC機在適當?shù)臅r刻通過對硬件控制電路上的8253計數(shù)器0賦初值，設(shè)置好加減速過程的頻率變化(即速度、加速度變化)，以防止失步。例如，在點位控制中設(shè)置好速度曲線圖，在起動和升速時，使步進電機產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動負載，跟上規(guī)定的速度和加速度在減速時，

6、下降特性使負載不產(chǎn)生過沖，停止在規(guī)定的位置。硬件控制電路板上的8253產(chǎn)生脈沖方波作為中斷信號源，啟動細分驅(qū)動電路中的固化程序以產(chǎn)生一定頻率的脈沖，經(jīng)功率放大后驅(qū)動步進電機運動。步進電機運動方向的改變及啟動和停止均由計算機控制硬件控制電路實現(xiàn)。圖3步進電機控制系統(tǒng)軟件和硬件結(jié)合起來一起進行控制，具有電路簡單、控制方便等優(yōu)點。在這種控制中，微機軟件占用的存儲單元少，程序開發(fā)不受定時限制。只要外部中斷允許，微機就能在電機的每一步之間自由地執(zhí)

7、行其他任務(wù)，以實現(xiàn)多臺步進電機的運動控制。定時器初值的確定步進電機的實時控制運用PC機，脈沖方波的產(chǎn)生采用8253定時器，其計數(shù)器0工作于方式0以產(chǎn)生脈沖方波，計數(shù)器1工作于方式1起記數(shù)作用，8253計數(shù)器0的鐘頻由2MHz晶振提供。設(shè)計算機賦給8253計數(shù)器0的初值為D1，則產(chǎn)生的脈沖方波頻率為f1=f0D1，周期為T1=1f1=D1f0，D1=f0T1=f0f1。其中，f1為啟動頻率，f0為晶振頻率。步進電機升降速數(shù)學(xué)模型為使步進電