步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及速度控制方法

1、1步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及速度控制方法步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及速度控制方法姓名：吳良辰姓名：吳良辰班級(jí)：班級(jí)：10機(jī)設(shè)（機(jī)設(shè)（2）學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：201010310206學(xué)期我們專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了機(jī)電傳動(dòng)控制這么課，它是機(jī)電一體化人才所需要知識(shí)結(jié)構(gòu)的軀體，由于電力傳動(dòng)控制裝置和機(jī)械設(shè)備是一個(gè)不可分割的整體，所以我么能從中了解到機(jī)電傳動(dòng)控制的一般知識(shí)，要掌握電機(jī)、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(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用。在現(xiàn)代工業(yè)中，機(jī)

2、電傳動(dòng)不僅包括拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)，而且還包括控制電動(dòng)機(jī)的一整套控制，以滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的要求。也就是說(shuō)，現(xiàn)代機(jī)電傳動(dòng)是和各種控制元件組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)系在一起。機(jī)電系統(tǒng)一般可分為圖一所示的三個(gè)部分。圖1機(jī)電傳動(dòng)控制在沒(méi)上這門(mén)課之前，在我自己認(rèn)為，電機(jī)就是那些就是高中學(xué)的那些直流電動(dòng)機(jī)，就是通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)。那是直流電動(dòng)機(jī)了，慢慢的我接觸了交流電動(dòng)機(jī)，剛開(kāi)始知道220V市電。記得大一下學(xué)期，我們金工實(shí)習(xí)了，看到工訓(xùn)下面那么多的車(chē)床

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

4、一個(gè)，就覺(jué)得很神奇。在加上前幾天參加了江西省電子設(shè)計(jì)大賽，我就感覺(jué)到要是要選控制類(lèi)的題目做，步進(jìn)電機(jī)是不能少的。所以步進(jìn)電機(jī)是個(gè)好東西。我在網(wǎng)上查了一下資料，上個(gè)世紀(jì)就出現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，動(dòng)作原理和今天的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有什么區(qū)別，也是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來(lái)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。很遺憾的是它是國(guó)外人發(fā)明的。開(kāi)始寫(xiě)正題了，上完這門(mén)課，那個(gè)步進(jìn)電機(jī)是讓我很癡迷的。步進(jìn)電機(jī)在位置控制，速度，控制方面有著卓越的作用，是其他電機(jī)無(wú)

5、法比擬的。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€(xiàn)位移的開(kāi)環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。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3圖2步進(jìn)電機(jī)的速度曲線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PC機(jī)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻通過(guò)對(duì)硬件控制電路上的8253計(jì)數(shù)器0賦初值，設(shè)置好加減速過(guò)程的頻率變化(即速度、加速度變化)，以防止失步。例如，在點(diǎn)位控制中設(shè)置好速度曲線(xiàn)圖，在起動(dòng)和升速時(shí)，使步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)負(fù)載，跟上規(guī)定的速度和加速度在減速時(shí)，

6、下降特性使負(fù)載不產(chǎn)生過(guò)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(hào)源，啟動(dòng)細(xì)分驅(qū)動(dòng)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(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向的改變及啟動(dòng)和停止均由計(jì)算機(jī)控制硬件控制電路實(shí)現(xiàn)。圖3步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)軟件和硬件結(jié)合起來(lái)一起進(jìn)行控制，具有電路簡(jiǎn)單、控制方便等優(yōu)點(diǎn)。在這種控制中，微機(jī)軟件占用的存儲(chǔ)單元少，程序開(kāi)發(fā)不受定時(shí)限制。只要外部中斷允許，微機(jī)就能在電機(jī)的每一步之間自由地執(zhí)

7、行其他任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制。定時(shí)器初值的確定步進(jìn)電機(jī)的實(shí)時(shí)控制運(yùn)用PC機(jī)，脈沖方波的產(chǎn)生采用8253定時(shí)器，其計(jì)數(shù)器0工作于方式0以產(chǎn)生脈沖方波，計(jì)數(shù)器1工作于方式1起記數(shù)作用，8253計(jì)數(shù)器0的鐘頻由2MHz晶振提供。設(shè)計(jì)算機(jī)賦給8253計(jì)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T(mén)1=1f1=D1f0，D1=f0T1=f0f1。其中，f1為啟動(dòng)頻率，f0為晶振頻率。步進(jìn)電機(jī)升降速數(shù)學(xué)模型為使步進(jìn)電