步进电机开题报告

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步进电机控制开题报告

步进电机控制开题报告

步进电机控制开题报告步进电机控制开题报告一、引言步进电机是一种特殊的电机,其运动是通过电脉冲控制的。

相比于传统的直流电机或交流电机,步进电机具有精确的位置控制和高效的能量转换特性。

因此,步进电机在许多领域中得到了广泛的应用,如数控机床、机器人、3D打印机等。

本文将探讨步进电机控制的相关问题,并提出一种改进的控制方法。

二、步进电机的基本原理步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械运动的电动机。

它由定子、转子和驱动电路组成。

定子上的线圈通电时,会产生一个磁场,而转子上的永磁体则会受到磁场的作用而转动。

通过控制电脉冲的频率和脉冲数,可以实现步进电机的精确控制。

三、步进电机控制的问题尽管步进电机具有许多优点,但在实际控制过程中仍存在一些问题。

首先,步进电机的控制精度受到电脉冲信号的稳定性和驱动电路的精度的影响。

其次,步进电机的运动速度受到电脉冲频率的限制,如果频率过高,电机可能无法跟随。

此外,步进电机的功耗较高,需要额外的散热措施。

四、改进的步进电机控制方法针对上述问题,我们提出了一种改进的步进电机控制方法。

首先,我们将采用高精度的驱动电路,以提高电脉冲信号的稳定性和精度。

其次,我们将引入闭环控制系统,通过编码器反馈来实时监测步进电机的位置,从而提高控制的精确度。

此外,我们还将优化电脉冲信号的频率和脉冲数,以提高步进电机的运动速度和响应能力。

最后,我们将研究降低步进电机功耗的方法,如改进散热系统和优化电机的结构。

五、实验设计为了验证改进的步进电机控制方法的有效性,我们将设计一系列实验。

首先,我们将搭建实验平台,包括步进电机、驱动电路和控制系统。

然后,我们将通过改变电脉冲信号的频率和脉冲数,测试步进电机的运动速度和响应能力。

接下来,我们将引入闭环控制系统,通过编码器反馈来实时监测步进电机的位置,并与开环控制进行对比。

最后,我们将优化散热系统,比较不同散热方法对步进电机功耗的影响。

六、预期结果我们预期通过改进的步进电机控制方法,可以提高步进电机的控制精度和运动速度。

步进电机开题报告

步进电机开题报告

步进电机开题报告步进电机开题报告一、引言步进电机作为一种常见的电动机类型,在工业和家庭应用中具有广泛的应用。

它以其结构简单、控制方便、精度高等特点,被广泛应用于打印机、数控机床、自动化设备等领域。

本报告将对步进电机进行深入研究,探索其原理、应用以及未来发展方向。

二、步进电机原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机。

它的工作原理基于磁场的相互作用。

通过不同的控制方式,可以实现步进电机的旋转或直线运动。

步进电机的核心部件是转子和定子,其中转子由多个磁极组成,而定子则由线圈和磁极组成。

通过改变线圈中的电流方向和大小,可以控制定子和转子之间的磁场相互作用,从而实现步进电机的运动。

三、步进电机的应用1. 打印机步进电机在打印机中扮演着重要的角色。

它通过精确的控制,使得打印机能够按照预定的路径进行打印。

步进电机具有高精度和高可靠性的特点,能够准确地控制打印头的位置,从而实现高质量的打印效果。

2. 数控机床在数控机床中,步进电机被广泛应用于控制工作台的移动。

通过控制步进电机的旋转角度和速度,可以精确地控制工件的加工路径。

步进电机的高精度和可编程性,使得数控机床能够实现复杂的加工操作,提高生产效率和产品质量。

3. 自动化设备步进电机在自动化设备中的应用非常广泛。

例如,自动化装配线上的输送带系统,通过控制步进电机的转动,可以精确地控制物料的输送速度和位置。

另外,步进电机还可以用于机器人的关节控制,实现机器人的精确运动和操作。

四、步进电机的发展方向随着科技的不断进步,步进电机也在不断发展和创新。

以下是步进电机未来的发展方向:1. 高速化目前步进电机的转速相对较低,限制了其在某些领域的应用。

未来的发展方向是提高步进电机的转速,以满足更高速度要求的应用场景。

2. 高精度化步进电机的精度已经很高,但仍有提升空间。

未来的发展方向是进一步提高步进电机的精度,以满足更高精度要求的应用场景,如微电子制造等。

3. 节能环保步进电机在工作时需要消耗较多的能量,未来的发展方向是研发更节能环保的步进电机,以减少对环境的影响。

一款两相双极步进电机驱动芯片的设计的开题报告

一款两相双极步进电机驱动芯片的设计的开题报告

一款两相双极步进电机驱动芯片的设计的开题报告题目:一款两相双极步进电机驱动芯片的设计1. 研究背景步进电机是一种控制精度高、响应速度快、位置精度高、负载能力强、电磁干扰小等优点的电动执行元件,被广泛应用于各种机器人、注塑机、自动化机床、打印机、自动售货机、药品包装机等领域。

双极步进电机是其种类之一,它具有运动平稳、速度范围广、力矩稳定等特点。

但是双极步进电机驱动电路使用的元器件比较困难,对设计者的要求也比较高。

因此,研发一种两相双极步进电机驱动芯片,具有重要的现实意义。

2. 研究内容和方法本项目旨在设计一款两相双极步进电机驱动芯片,主要研究内容包括:(1)双极步进电机控制理论研究;(2)两相双极步进电机驱动芯片电路设计;(3)PCB设计与制作;(4)测试验证与性能评估。

针对以上研究内容,本项目将采用以下方法进行实现:(1)理论研究:对双极步进电机的工作原理及其控制方法进行研究,包括步进电机的极性、运动方式和电流控制方法等;(2)电路设计:结合步进电机的工作特性和要求,设计具有高驱动效率和良好抗干扰性的两相双极步进电机驱动芯片电路,并进行硬件电路仿真;(3)PCB设计与制作:根据电路设计结果,进行PCB版图设计,完成PCB制作;(4)测试验证与性能评估:对设计的两相双极步进电机驱动芯片进行实际测试和性能评估,验证其稳定性、精度和效率等性能指标。

3. 研究意义本项目设计的两相双极步进电机驱动芯片,将具备以下特点:(1)实现了对双极步进电机的高效驱动,使得其运行平稳、高速、低噪声;(2)电路设计精简,芯片体积小、功耗低,提高了能效;(3)性能稳定、实用性强、应用范围广,有利于双极步进电机的普及和应用。

4. 研究进度安排阶段一:文献综述和理论研究,包括双极步进电机的控制原理和步进电机驱动电路设计等,工期2个月;阶段二:电路设计和仿真,包括两相双极步进电机驱动芯片的电路设计和仿真分析等,工期3个月;阶段三:PCB设计与制作,包括PCB版图设计、样板制作、元器件采购等,工期1个月;阶段四:测试验证与性能评估,包括对设计的两相双极步进电机驱动芯片进行实际测试和性能评估,工期2个月。

步进电机控制系统的设计【开题报告】

步进电机控制系统的设计【开题报告】

开题报告电气工程及其自动化步进电机控制系统的设计一、课题研究意义及现状步进电机又称为阶跃电动机或脉冲电动机,它是基于最基本的电磁感应作用,是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构,由于其具有的显著特点,使得它在电机的大家族中扮演着很重要的角色。

步进电机的原始模型起源于1830年至1860年,我国步进电机的研究及发展开始于上世纪50年代后期,最初主要是国家资助的高等院校和科研机构为研究一些装置开发的少量产品。

70年代开始大量生产和应用步进电机,至今,由于对步进电机精确模型做了大量研究工作,各种混合式步进电机及驱动器作为产品被广泛生产和应用。

现应用于工业自动控制、组合机床、数控机床、机器人、计算机外围设备、大型望远镜、卫星天线定位系统等等。

随着科技的发展、技术的进步和电子技术的更新,步进电机的应用领域变得更加的宽广,这样也对步进电机的运行性能提出了更加苛刻的要求。

虽然步进电机是一种数控元件,易于同数字电路接口。

但是,一般数字电路的信号远远不足以驱动步进电机,必须有一个与之匹配的驱动电路来驱动步进电机,步进电机和步进电机驱动电路两者组成步进电机系统。

随着电力电子技术、自动化控制技术以及计算机技术的发展,开始大量使用单片机、FPGA、CPLD、PLC等对步进电机进行控制和驱动,结果是缩短了驱动器的研发周期,明显提高了整机的性能和稳定性。

PSoC可编程片上系统比标准的固定功能的微控制器有明显的优势,采用一个微控制器,一个PSoC器件最多可集成100种外设功能,PSoC系统集成有MCU、FLASH及可编程模拟和数字模块,与上面提到的方案相比通过PSoC单片机控制步进电机,可以实现低成本,小体积,单芯片,高效率的开发,甚至可以在开发最后一刻根据突发状况而改变方案。

二、课题研究的主要内容和预期目标该课题主要分一下内容进行设计:(1)了解和研究步进电机的结构及其工作原理;(2)研究实现常用步进电机控制的方案。

(3)Cypress Designer5.0的学习和软件的操作使用(4)分析基于PSoC的步进电机控制的解决方案,确定系统设计中需要用到CY8C29466的内部结构、通用I/O数目、所需Flash及SRAM空间大小等参数;(5)系统的整体硬件结构设计,包括芯片规划和外围电路设计;(6)设计步进电机驱动模块电路、速度显示模块电路,并绘制原理图,制作PCB板;(7)应用C语言编写系统应用程序,进行硬件电路的调试。

单片机控制步进电机开题报告

单片机控制步进电机开题报告
三、完成本课题所需要的工作条件(如资料、工具书、场所、实验、调研等)及解决办法
实现本课题需要对模拟实验装置的各组成部分有较深的认识,尤其是步进电机,并需要掌握电路的相关原理。只需要完成相应的设计即可,并不需要有特定的实验场所。
四、工作方案分析及进度计划
第一阶段:根据课题完成选题报告,并对论文的框架和内容有一个大体的构思,并在指导老师的帮助下,整理相关资料、补学空白知识点,做好撰写论文的前期准备工作。
本 科 学本课题研究现状及可行性分析
随着电子信息技术的发展,世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代,其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础,它为国民经济各个部门提供装备和手段,具有无限放大的经济与社会效应。
第二阶段:按照指导教师所下任务书的具体要求完成开题报告。
第三阶段:在导师的指导下,进一步分析整理资料,完成论文初稿。
第四阶段:与导师进行讨论,总结充实研究内容,并对论文进一步修改。
第五阶段:在指导老师的帮助下充分做好答辩准备,积极准备答辩材料。
五、指导教师意见
指导教师(签名):
年月日
六、教研室审核意见
数控加工的效果很大一部分是由数控程序在决定的,数控程序描述了加工路线,反映了工序的先后,从而影响着加工质量。所以数控程序在用于加工前必需进行可行性的验证。但是数控机床是高技术设备,价格昂贵,保养维修都相当复杂,数控加工程序编写后的模拟验证如果直接在数控机床上进行的话,这将是十分不经济同时也是不切合实际的。但是数控加工程序编写后的模拟验证却又是数控加工前期工作中非常关键也很必要的一部分。所以设计一种数控机床模拟试验装置就显得很有必要了。
二、本课题需要重点研究的关键问题及解决问题的思路

步进电机调速系统开题报告

步进电机调速系统开题报告

步进电机调速系统开题报告一、引言步进电机是一种常用的转速控制器件,可广泛应用于机器人、CNC机床等设备中。

步进电机的特点是转速稳定、结构简单、容易控制,但是其转速无法直接进行调节。

为了满足不同应用场景对步进电机转速的要求,需要设计一种步进电机调速系统,使得步进电机能够根据需要灵活调整转速。

本文将对步进电机调速系统的设计方案进行开题报告。

二、研究目的与意义步进电机广泛应用于各种自动控制设备中,但其转速无法直接调节,限制了其在特定应用场景中的适用性。

因此,设计一种步进电机调速系统具有重要的研究目的和实际意义。

通过该系统,可以实现对步进电机转速的调节,满足不同应用需求,提高步进电机的应用范围和灵活性。

三、研究内容与方法研究内容主要包括步进电机调速系统的设计方案和实现方法。

3.1 设计方案设计方案将包括以下几个方面的内容:1.步进电机驱动电路的设计:通过对步进电机的驱动电路进行设计,实现对步进电机的控制。

采用合适的电路结构和元件,保证步进电机的正常运行和调速性能。

2.转速调节模块的设计:设计转速调节模块,通过输入控制信号来改变步进电机的转速。

可以采用数字信号输入方式,或者设计模拟控制电路实现转速调节。

3.系统控制与监测:考虑到步进电机调速系统可能需要与其他设备进行联动控制,设计系统控制和监测模块,实现步进电机转速的在线监测和调节。

3.2 实现方法实现方法主要包括以下几个步骤:1.电路设计与搭建:根据设计方案,进行步进电机驱动电路和转速调节模块的电路设计与搭建。

采用合适的元件和电路连接方式,确保电路的正常工作。

2.系统调试与测试:对设计的步进电机调速系统进行调试和测试,确保其按照预期工作。

通过调试测试,找出可能存在的问题,并进行修正和优化。

3.性能评估与结果分析:对步进电机调速系统进行性能评估和结果分析。

通过实验和测试,评估系统的转速调节范围、稳定性和响应速度等性能指标,并分析评估结果。

四、预期成果与创新点预期成果主要包括以下几个方面:1.步进电机调速系统的设计图纸和电路原理图。

开题报告-步进电动机的微机控制

开题报告-步进电动机的微机控制

开题报告-步进电动机的微机控制开题报告电气工程及自动化步进电动机的微机控制一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义1、步进电动机概要步进电动机属于DC驱动的同步电动机,它是纯粹的数字控制电动机。

它是将电脉冲激励信号转换成相应的角位移或线位移的离散值控制电动机,这种电动机每当输入一个电脉冲就动一步,所以又称脉冲电动机。

近30年来,数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展推动了步进电动机的发展,为步进电动机的应用开辟了广阔的前景。

步进电动机主要用于数字控制系统中,精度高,运行可靠。

如采用位置检测和速度反馈,亦可实现闭环控制。

步进电动机已广泛地应用于数字控制系统中,如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表、和磁盘等等之中,另外在工业自动化生产线、印刷设备如打印机、绘图机等中亦有应用。

步进电动机有如下的特点:步进电动机的的角位移与输入脉冲数严格成正比,因此,当它转一转后,没有累计误差,具有良好的跟随性。

由步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统,既非常简单、廉价,又非常可靠。

同时,它也可以与角度反馈环节组成高性能闭环数控系统。

步进电动机的动态响应很快,易于启停、正反转及变速。

速度可在相当宽的范围内平滑调节,低速下仍能保证获得大转矩,因此一般可以不用减速器而直接驱动负载。

步进电动机只能通过脉冲电源供电才能运行它不能直接使用交流电源和直流电源。

步进电动机存在震荡和失真现象,必须对控制系统和机械负载采取相应措施。

步进电动机自身噪声和振动较大,带惯性负载的能力较差。

2、步进电动机的发展过程步进电动机的机理是基于最基本的电磁铁作用、其原始模型起源于1830年至1860年间。

1870午前后开始以控制为目的的尝试、应用于氮弧灯的电极输送机构中。

这被认为是最初的步进电动机。

此后,在电话自动交换机中广泛使用了步进电动机。

不久又在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中广泛使用。

20世纪60年代后期,在步进电动机本体方面随着水磁材料的发展,各种实用性步进电动机应运而生,而半导体技术的发展则推进了步进电动机在众多领域的应用。

步进电机报告

步进电机报告

步进电机报告一、引言本次报告主要介绍步进电机的原理、特点、应用场景以及在实验中的表现和优劣点。

步进电机是一种特殊的电机,与传统的直流电机、交流电机不同,它具有精准的步进控制和较高的速度稳定性,在控制和自动化领域有着广泛应用。

二、步进电机原理步进电机是一种以脉冲信号为控制输入,通过多级传动和特定结构的构造使转子产生固定量(步进角)转动的电机。

其转子每次转动一定的角度称为步进角,可通过调整脉冲宽度和频率来控制转动速度和角度精度。

三、步进电机特点1. 高精度:步进电机通过精细的控制系统可实现高精度的定位和转动。

2. 高速度:步进电机在一定的负载下可实现高速度稳定转动,可达数百转/秒。

3. 低功耗:步进电机有着较高的效率和低功耗,且在不外接负载的情况下无需保持力。

4. 节能环保:与传统电机相比,步进电机无需额外的控制元件,更加简洁,应用更为普遍。

4. 应用场景步进电机适用于需要经常变换转子位置的场景,如激光切割机、机器人、打印机、医疗器械和家用电器等领域。

尤其在包装、装配、印刷、纺织及玻璃等行业有着广泛的应用。

5. 实验结果在实验中,步进电机表现出了很好的性能和稳定性,通过调整脉冲宽度和频率可以控制电机的转速和角度精度。

同时,步进电机在低负载下的能耗和功率也较低。

6. 优缺点步进电机有着精准定位、高速度稳定性、低功耗和节能环保等优点。

但由于其结构复杂,易受到外界噪声干扰,同时也存在着步进位误差和相位长时间漂移等缺点,需要进行精细的调整和控制。

七、结论综上所述,步进电机作为一种具有特殊控制方式的电机,具有广泛的应用场景和良好的性能。

在实际应用中需要结合实际情况和控制要求进行具体调整和控制。

步进电机控制开题报告

步进电机控制开题报告

步进电机控制开题报告一、研究背景步进电机是一种常用的电动机类型,其通过按照一定的顺序驱动电机的步进角度来实现精确控制。

步进电机广泛应用于各种自动化设备中,如机床、电子设备、3D打印机等。

因此,研究步进电机的控制方法和算法具有重要的理论和实际意义。

二、研究目的本文旨在探索步进电机的控制原理和方法,通过建立电机模型,分析电机的动态特性,并设计合适的控制算法,实现对步进电机的精确控制。

三、研究内容1.步进电机的原理和结构分析:介绍步进电机的基本原理,包括转子、定子结构,转子运动的工作原理等,并分析步进电机的特点。

2.步进电机控制的数学模型建立:建立步进电机的数学模型,包括转子位置、速度、加速度等的描述方式,以便后续的控制算法设计。

3.步进电机控制算法设计:基于步进电机的数学模型,设计合适的控制算法,如开环控制、闭环控制等,以实现对电机的精确控制。

4.控制系统实现与仿真:利用软件仿真工具,对设计的步进电机控制系统进行建模和仿真,评估系统性能,并对控制算法进行优化。

5.硬件实验验证:基于硬件平台搭建步进电机控制系统,设计相应的电路和接口电路,以验证控制算法的有效性和可行性。

6.实验结果分析和讨论:分析实际实验数据,评估步进电机控制系统的性能,并对仿真结果进行对比和分析,总结实验结果并提出改进方案。

四、研究方法1.理论分析:通过文献综述和相关资料的查找,对步进电机的原理、控制方法等进行深入研究和分析。

2.数学建模:根据步进电机的结构和运动特性,建立数学模型,描述电机的运动和控制过程。

3.算法设计:基于步进电机的数学模型,设计合适的控制算法,以实现精确控制。

4.软件仿真:利用软件仿真工具(如MATLAB、SIMULINK等),对设计的步进电机控制系统进行建模和仿真,评估系统性能。

5.硬件实验:搭建实验平台,将步进电机控制系统与硬件相结合,进行实际的控制实验,并采集实验数据。

6.数据分析与结果评估:对实验数据进行分析,评估步进电机控制系统的性能,并与仿真结果进行对比和分析。

步进电机调速系统开题报告

步进电机调速系统开题报告

步进电机调速系统开题报告步进电机调速系统开题报告一、引言步进电机是一种常见的电动机类型,具有结构简单、控制方便等优点,在工业自动化领域得到广泛应用。

然而,传统的步进电机调速系统存在着速度调整范围窄、精度不高等问题。

因此,本文拟研究步进电机调速系统,旨在提出一种能够实现广泛速度调节范围和高精度的调速方法。

二、步进电机调速系统的现状分析目前,步进电机调速系统主要采用开环控制方式,通过改变脉冲信号的频率和宽度来控制电机的转速。

然而,这种控制方式在低速区域存在失步和抖动的问题,而在高速区域则无法实现较大的转速范围。

因此,有必要研究一种闭环控制方法,以提高步进电机调速系统的性能。

三、步进电机调速系统的闭环控制方法闭环控制是一种通过反馈信号调整控制输出的方法,能够提高系统的稳定性和精度。

在步进电机调速系统中,可以通过在电机轴上安装编码器,实时获取电机转速信息,并将其作为反馈信号进行控制。

此外,还可以利用PID控制算法对反馈信号进行处理,以实现更精确的调速效果。

四、步进电机调速系统的设计方案本文拟设计一种基于闭环控制的步进电机调速系统,具体方案如下:1. 硬件设计:选择适当的编码器和传感器,通过与电机轴的连接,实时采集电机转速信息。

同时,设计合适的电路板,实现编码器信号的处理和PID控制算法的运算。

2. 软件设计:编写相应的程序,实现编码器信号的采集和PID控制算法的运算。

通过与硬件的配合,实现步进电机调速系统的闭环控制。

五、步进电机调速系统的性能评估为了评估步进电机调速系统的性能,可以进行以下实验:1. 转速范围测试:通过改变输入信号的频率,测试步进电机调速系统在不同转速下的性能表现,包括失步情况、抖动程度等。

2. 精度测试:通过与其他精密仪器进行比对,测试步进电机调速系统在不同转速下的精度,评估其调速效果。

3. 稳定性测试:通过长时间运行步进电机调速系统,观察其在不同负载条件下的稳定性和可靠性。

六、步进电机调速系统的应用前景步进电机调速系统具有广泛的应用前景,可以应用于各种需要精确控制转速的场合。

直线步进电机控制系统设计的开题报告

直线步进电机控制系统设计的开题报告

直线步进电机控制系统设计的开题报告
一、选题背景
直线步进电机控制系统广泛应用于各个领域,如印刷机、包装机、激光打印机等。

随着科技的不断发展和人们对精度要求的提升,直线步进电机控制系统也越来越受到关注。

目前,市场上已经有了一些成熟的直线步进电机控制系统,但是仍然存在一些问题,例如运动精度不高、控制复杂等。

二、选题目的
本次设计旨在设计一种直线步进电机控制系统,解决现有直线步进电机控制系统存在的问题,提高其运动精度和控制效率,使其更加适用于各个领域。

三、主要研究内容
1.直线步进电机原理的研究
1.1 直线步进电机的基本结构和工作原理
1.2 直线步进电机的特性及其影响因素研究
2.控制系统设计与实现
2.1 控制系统的基本要求和设计思路
2.2 控制系统硬件电路设计
2.3 控制系统软件编程设计
3.测试与分析
3.1 直线步进电机控制系统的测试方法及过程
3.2 直线步进电机控制系统的运动精度和控制效率分析
四、预期成果
设计出一款控制器实现对直线步进电机的精确控制,并可以提高其运动精度和控制效率,从而更适用于各应用领域。

同时,可以对设计的控制系统进行测试和分析,评估其性能,为后续的研究提供参考。

步进电机定位开题报告

步进电机定位开题报告

二零一八年二月毕业设计(论文)开题报告三、参考文献[1]张涛. 步进电机快速定位方法研究[D].北方工业大学,2012.[2]王海军. 基于阴晴判断的混合双轴太阳跟踪控制系统[D].武汉理工大学,2012.[3]杨飞龙,张嘉琪,王敏,张志魁. 基于RFID技术的危险化学品智能仓储管理系统[J]. 安全与环境工程,2015,22(03):111-116.[4]周惠芳,王迎旭. 基于PLC的步进电机定位控制系统设计[J]. 机电一体化,2013,19(04):73-76+80.[5]郑雪钦. 步进电机计算动词PID控制系统的设计[J]. 厦门大学学报(自然科学版),2015,54(04):518-522.[6]李欣. 基于模糊PID控制的步进电机定位系统[D].西北工业大学,2004.[7]韩玥. 太阳能追日系统的设计与实现[D].长春工业大学,2013.[8]申景. 自动分析仪柔性定位与精确加样过程动力学研究[D].齐鲁工业大学,2017.[9]杨颖辉. 基于AVR控制器的步进电机开环定位控制技术研究[J]. 宇航计测技术,2016,36(06):89-95.[10]王博. 纸张定量控制电动阀门执行器精密定位策略研究[D].陕西科技大学,2018.[11]张浩. 基于Féry棱镜分光的太阳光谱仪研究[D].中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所),2014.[12]吕世良. 星载三线阵CCD立体测绘相机调焦技术研究[D].中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所),2013.[13]王金鹏. 超声电机驱动的大行程、高精度二维运动平台关键技术的研究[D].南京航空航天大学,2013.[14]王雁平. 步进电机定位控制系统的设计[J]. 现代电子技术,2010,33(18):205-207+210.[15]蒋鹏. 基于行波超声波电动机的长寿型高精度直线定位系统的研究[D].杭州电子科技大学,2016.[16]孙传铮. 微机步进电机控制系统中定位限位电路的设计[J]. 电子计算机外部设备,1996(03):33-35+12.[17]王天鸶. 用于传感器探针两自由度定位的驱动及控制系统研制[D].哈尔滨工业大学,2010.指导教师意见:院(系)审批意见:Array签字:年月日签章:年月日。

步进电机的细分驱动及动态性能仿真的开题报告

步进电机的细分驱动及动态性能仿真的开题报告

步进电机的细分驱动及动态性能仿真的开题报告一、选题背景及意义:步进电机作为一种广泛应用的旋转驱动装置,已经被广泛应用于数控机床、印刷设备、自动包装机、医疗设备、精密仪器等领域。

在实际应用中,为实现较高的定位精度和动态响应性能,步进电机需要采用细分驱动技术。

在细分驱动技术中,微步控制技术是一种常用的方法,它可以通过控制步进电机驱动信号来实现步进电机的微步运动。

本课题的研究意义主要体现在以下几个方面:1、步进电机的微步运动特性对系统定位精度和动态响应性能有重要影响,通过对其微步控制机制的研究和优化改进,可以提高步进电机系统的运动性能。

2、本课题研究的细分驱动技术及动态性能仿真方法,不仅应用于步进电机控制技术的研究,也可为其他精密运动控制系统的研究提供参考和借鉴。

二、研究内容:1、步进电机的工作原理和微步控制技术的基本原理研究;2、步进电机细分驱动电路的设计和动态性能仿真方法的探究;3、通过仿真分析步进电机在微步运动中的细节特性,提高步进电机系统的定位精度和动态响应性能;4、基于仿真结果,在实际步进电机系统中验证步进电机的微步运动特性及动态性能。

三、研究方法:1、文献调研法:通过查阅相关文献,了解步进电机的工作原理、微步控制技术的基本原理和细分驱动电路的设计方法等内容;2、仿真分析法:通过建立数学模型,采用数值仿真方法对步进电机在微步运动中的细节特性和动态性能进行分析;3、实验验证法:基于仿真结果,通过实验验证步进电机的微步运动特性及动态性能。

四、预期结果:通过本课题的研究,预计得到如下结果:1、构建适用于步进电机的微步控制模型,探究不同细分步数下步进电机的动态特性,为步进电机系统的精确定位提供参考。

2、设计一种高性能的步进电机细分驱动电路,模拟步进电机在不同驱动方式下的细节特性和动态性能,评估各种控制参数对步进电机细节特性的影响。

3、基于仿真结果,结合实验验证步进电机的微步运动特性及动态性能,为实现更高的运动精度和响应速度提供技术支持。

步进电机开题报告

步进电机开题报告

步进电机开题报告1.引言步进电机作为一种重要的机电一体化产品,广泛应用于各种自动化设备中,具有定位精度高、响应速度快、噪音低等优点。

本报告将介绍步进电机的工作原理、分类及其在各个领域中的应用。

2. 步进电机的工作原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为机械转动的电机。

它通过控制电流大小和脉冲序列来控制转动角度和速度。

步进电机内部由定子和转子组成,其中定子为电磁铁,转子为磁性材料。

电流经过定子线圈时,会通过电磁感应产生磁场,使转子对磁场产生吸引或排斥的力,从而实现转动。

3. 步进电机的分类根据结构和工作原理的不同,步进电机可以分为以下几种类型:3.1 增量式步进电机增量式步进电机是最常见的类型,也是最简单的一种。

它分为两相、三相和五相步进电机,其中两相步进电机最为常见。

增量式步进电机通过在不同线圈中施加电流来控制转子的位置和角度。

3.2 绝对式步进电机绝对式步进电机是一种较为复杂的步进电机类型,它通过特殊的设计和编码器来实现绝对位置的控制。

绝对式步进电机通常用于需要高精度定位和反馈的应用中。

3.3 混合式步进电机混合式步进电机是综合了增量式和绝对式步进电机特点的一种电机。

它结合了两者的优点,既可以实现相对位置的控制,又能够提供较高的定位精度。

4. 步进电机在不同领域中的应用步进电机具有精确控制、高效能转换和可靠性高等特点,因此在多个领域中得到了广泛应用。

4.1 数控机床步进电机在数控机床上被广泛应用,用于控制机械轴向位置的准确移动。

它能够提供高精度的定位和重复性位置控制,保证机床的加工精度和质量。

4.2 3D打印机步进电机在3D打印机中作为驱动源,控制打印头的位置移动。

通过控制步进电机的脉冲和方向,可以实现精确的打印路径和层厚,从而得到高质量的打印结果。

4.3 机器人步进电机在各种机器人应用中起到关键作用,如工业机器人、家用机器人等。

它能够提供精确的运动控制,使机器人能够准确执行各种任务,如抓取、搬运、装配等。

步进电机设计实验开题报告

步进电机设计实验开题报告

步进电机控制电路设计论文题目步进电机控制电路的设计步进电机控制电路设计自动化专业微机原理课程设计开题报告附录:设计方案 一、总体方案本次设计采用8086作为控制的核心元件,利用8255的C 口控制步进电机,同时获取控制转动方向(即正转和反转),A 口连接键盘,以选取不同档的移动指导教师设计内容分析论证(可加附页)此次我们所设计的是一个步进电机控制系统,主要由8086CPU ,并行输入/输出接口8255A ,4相步进电机,7段数码管,及一些其他相关元件设计而成。

可以通过开关来控制系统的启/停工作,当系统运转时,用开关来控制方向,使同样由开关来选择工作模式,这次设计使用键盘来输入运转步数。

运转时,用4位7段数码管来输出剩余步数。

最后根据思路所设计出来的硬件图设计相适应的软件,详细的设计方案见附录。

系统总体设计思路:本次设计采用8086作为控制的核心元件,利用8255的C 口控制步进电机,同时获取控制转动方向(即正转和反转),A 口连接键盘,以选取不同档的移动速度,B 口连接LED 显示器,以显示当前的速度档,8253作为定时器,提供必要的时钟和延时信号。

系统对8255的A 口进行查询,确定用户设置的速度档,并通过8255的B 口显示速度档。

延迟时间通过8255的C 口的第四位循环送节拍信号来驱动步进电机工作。

循环送节拍信号的方向有C 口高四位中的第5位确定,此第5位在硬件上与控制转动方向开关相连。

设计条件要求要求:键盘控制步进电机的正反转、调节转速,连续转动或转动指定步数;并能将相应的数据用四位数码管显示。

目标:能基本实现步进电机的前进和后退,能调节电机的速度,我们从中能掌握自己课本中的所学,可以把自己学到的知识很到的运用的实验中,培养我们的实践能力。

设计进程安排三人任务分配:第一周设计任务:(1)明确课题对程序功能,运算精度等方面的要求及硬件条件;(2)把复杂问题分解为若干模块,确定各模块处理方法,画出流程图;第二周设计任务:(3)编制程序,根据流程图精心选择合适的指令和寻址方式来编制源程序;(4)对程序进行汇编,调试和修改,直到程序运行结果正确为止; (5)实验报告的整合与撰写。

电机毕业设计开题报告

电机毕业设计开题报告
步进电机细分驱动技术是20世纪70年代中期发展起来的,它是一种可以显著学改善步进电机综合使用性能的驱动控制技术。1975年美国学者T.R.Frediriksen首次在美国增量运动控制系统及器件年会上提出了步进电机步距角细分的控制方法。在其后的20多年里,步进电机细分驱动技术得到了很大的发展,并在实践中得到了广泛的应用,实践证明,步进电机细分驱动技术可以减小步进电机的步距角,提高步进运行的平稳性,增加控制的灵活性。
另外,通过设计本课题,加深了个人对单片机的认识和熟练程度,掌握了整个知识结构的层次脉络,使理论联系实际,为以后进入社会工作做准备。
二、国内外研究综述(说明国内外对这个课题研究的过去与现在的情况及存在的问题)
步进电机驱动系统严格应分为控制器部分和驱动器部分,目前国内外的步进电机驱动系统都是这两2上独立进行设计实现的。控制器接受用户的输入指令,经过处理器发出控制步进电击转速与方向的CP脉冲、正反转信号以及一些相关的控制信号。驱动器通过外部接口与控制器相连,驱动器内部的环行分配器接收来自控制器的CP脉冲,然后按步进电机状态转换表要求的状态顺序产生相导通或截止的信号。
整设计(论文)开题报告
课题名称
学生姓名
一、选题的目的意义(着重说明为什么做这个毕业设计课题,完成后有什么意义)
步进电机是一种作为控制用的特种电机,是把数字量转化为角位移的电气传支器件,它的运转与控制脉冲同步,步距误差不长期积累,可以组成结构较为简单而双具有一定精度的开环控制系统,也可在要求更高精度时组成闭环控制系统。与交流伺服相比,步进电机的控制系统简单,在高精度控制时只需要电流环就足够了,而交流伺服电机要想达到较高的精确控制,不但需要电流环控制,而且不需要有很大的力矩输出,但其速度响应性能受本身固有缺陷的影响存在滞问题。一般电机,速度环响应2毫秒,位置环一般认为是8毫秒,所以,伺服电机在快速起停时,总是受其响应频率的限制,而步进电机基本不用考虑响应时间的问题。另外由于步进电机没有电刷、换向器等部件,所以可靠性高,整个系统简单廉价,在低载、低速度的工业控制中应用十分广泛,它被广泛运用于数控机床、自动化生产线、工业仪器仪表、计算机设备等领域中,成为不可或缺的重要电机组件。

三相混合式步进电机细分控制策略优化的开题报告

三相混合式步进电机细分控制策略优化的开题报告

三相混合式步进电机细分控制策略优化的开题报告一、研究背景和意义步进电机由于具有结构简单、价格便宜、能够实现精准控制等特点,被广泛应用于数控机床、自动化设备等领域。

随着现代科技的发展,步进电机在精度、效率和噪声等方面提出了更高的要求,因此深入研究步进电机控制算法具有重要意义。

目前,步进电机的细分控制在精度、运动平滑性等方面取得了不错的效果。

但是优化细分控制策略可以进一步提高步进电机的精度、效率和稳定性。

因此,本文旨在对三相混合式步进电机的细分控制策略进行优化研究。

二、主要研究内容本文的研究内容主要围绕三相混合式步进电机的细分控制策略进行优化,具体包括以下内容:1.三相混合式步进电机的原理和特点介绍三相混合式步进电机的工作原理、结构特点、优缺点等方面的内容,为后续的优化研究奠定基础。

2.步进电机的细分控制技术介绍步进电机的细分控制技术的基本原理和方法,并分析目前常用的细分控制算法的优缺点。

3.三相混合式步进电机的细分控制策略优化分析三相混合式步进电机的细分控制策略存在的问题和不足,提出一种针对三相混合式步进电机的细分控制策略优化算法,并通过仿真实验和实际测试验证其有效性。

注:由于文献调研尚未深入进行,以上内容仅为初步设想,并不具有详细性。

三、研究方法本文主要采用文献调研和仿真实验相结合的方法进行研究。

首先,对国内外步进电机细分控制领域的前沿研究成果进行综合分析和评估;然后,通过电路仿真和实际测试,验证三相混合式步进电机细分控制策略优化算法的有效性和可行性。

四、预期成果本文预期研究成果包括:1.对三相混合式步进电机的细分控制策略进行优化的算法,实现对步进电机控制的优化;2.提高步进电机的运动精度、效率和稳定性,推动步进电机国内的发展;3.对步进电机控制领域的研究提供新思路和新方法,为相关领域的研究提供有益的参考。

步进电机调速系统开题报告

步进电机调速系统开题报告

步进电机调速系统开题报告步进电机调速系统开题报告一、引言步进电机是一种常见的电动机类型,具有结构简单、控制方便等优点,在工业自动化领域得到广泛应用。

为了满足不同工作环境下的需求,步进电机调速系统成为一个重要的研究方向。

本文旨在开展步进电机调速系统的研究,探索其在实际应用中的优化和改进。

二、步进电机调速系统的研究背景步进电机调速系统的研究背景可以从以下几个方面进行阐述。

1. 工业自动化需求的增加随着工业自动化水平的不断提高,对电机调速系统的要求也越来越高。

步进电机调速系统作为一种常见的控制方式,具有较好的适应性和灵活性,因此备受关注。

2. 步进电机的特点和应用范围步进电机具有精度高、响应速度快、结构简单等特点,广泛应用于印刷、包装、纺织、数控机床等领域。

然而,传统的步进电机调速系统存在一些问题,如调速范围有限、稳定性差等,需要进一步优化。

三、步进电机调速系统的研究目标本文的研究目标是改进步进电机调速系统,提高其调速范围和稳定性,以满足工业自动化领域的需求。

具体的研究内容包括以下几个方面。

1. 调速算法的优化传统的步进电机调速系统采用开环控制,容易受到外界干扰的影响。

本文将研究闭环控制算法,通过反馈信号实时调整电机的转速,提高系统的稳定性和精度。

2. 电机驱动电路的设计电机驱动电路是步进电机调速系统的核心组成部分,直接影响系统的性能。

本文将设计一种高效、稳定的电机驱动电路,提高步进电机的转速和负载能力。

3. 软件控制系统的开发为了方便步进电机调速系统的控制和监测,本文将开发一套软件控制系统。

该系统将实现对步进电机的实时监测、参数调整和故障诊断等功能,提高系统的可靠性和可操作性。

四、研究方法和技术路线本文将采用实验研究和理论分析相结合的方法,通过搭建实验平台,对步进电机调速系统进行测试和优化。

具体的技术路线包括以下几个步骤。

1. 搭建实验平台搭建步进电机调速系统的实验平台,包括电机、驱动电路和控制系统等组成部分。

新型步进电机驱动电路的研制的开题报告

新型步进电机驱动电路的研制的开题报告

新型步进电机驱动电路的研制的开题报告一、研究背景步进电机作为一种常见的电动驱动设备,在现代工业生产中得到了广泛的应用。

相比于传统的直流电机和交流电机,步进电机具有结构简单、响应速度快、精度高等突出优势,所以在自动化设备、机器人、通讯设备等行业得到了广泛的应用。

传统的步进电机驱动电路采用的是单片机、逻辑门电路等方案,但是这些驱动电路的传输速度慢、响应不及时、耗能大等缺点,已经无法满足现代工业对于精准驱动的需求。

因此,本研究旨在研发一种新型的步进电机驱动电路,以提高步进电机的响应速度和精度,降低功耗,满足现代工业自动化的需求。

二、研究内容本研究的主要工作包括以下几个方面:1. 调研步进电机的工作原理和结构特点,分析现有的步进电机驱动电路的优缺点;2. 设计一种基于现代数字电路技术的步进电机驱动电路,包括步进电机的驱动板、逆变器板、速度控制板、电源模块、信号输入模块等;3. 确定步进电机的驱动方式,选择合适的控制算法,对驱动电路进行模拟仿真和实验验证;4. 对新型步进电机驱动电路进行性能测试和评估,比较其与传统驱动电路的差异,以及实际应用中的效果。

三、研究意义本研究将为步进电机驱动技术的发展提供新的思路和方向。

研发出新型的步进电机驱动电路,可以显著提高步进电机的响应速度和精度,降低功耗,使其在自动化生产线等高精度应用场合中得到更广泛的应用。

同时,本研究还可以促进数字电路技术在电机控制领域的应用和发展,为我国的数字化制造产业提供新的支持和保障。

四、研究方法本研究采用理论研究和实践操作相结合的方法,具体步骤如下:1. 调研和分析现有的步进电机驱动电路,总结其特点和不足,确定新型电路的设计思路;2. 设计步进电机驱动电路的硬件配置和软件算法,进行仿真验证和优化设计;3. 制作新型驱动电路的原型机,进行性能测试和参数调整,探索最优的驱动方式;4. 对实验结果进行数据分析统计,结合理论分析,进一步优化步进电机驱动电路的性能和稳定性。

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步进电机的主要性能指标:
(1)最大静态转矩Me max
最大静态转矩是指步进电机在规定的通电方式下矩角特性上转矩的最大值。绕组电流越大,最大静态转矩也越大。通常技术指标中所规定的最大静态转矩是指每相绕组通上额定电流时所得到的转矩值。一般来说,最大静态转矩较大的电动机,可以带动较大的负载转矩,负载转矩和最大静态转矩的比值常取0.3~0.5左右。
[4]王晓明.电动机的单片机控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002:5.
[5]陈隆昌,刘新正,阎治安.控制电机.西安:西安电子科技大学出版社,2000:232-234.
[6]刘宝廷.步进电动机及其驱动控制系统.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1999:99-100.
[7]王鸿钰.步进电机控制技术入门.上海:同济大学出版社,1990:101-157.
第16周:修改、打印文档、答辩准备
第17周:答辩
这种驱动方式也叫做微步驱动。它将电机绕组中的电流细分,由常规的矩形波供电改为梯形波供电。这时,绕组中的电流或经过若干个梯形上升到额定值,或以同样的方式从额定值下降到零。
(2)电细分驱动的原理
步进电机的电细分驱动是通过对电机励磁绕组电流进行控制,使步进电机定子的合成磁场成为按细分步距旋转的磁场,从而带动转子转动实现的。当两相相邻绕组同时通以不同大小的电流时,各相产生的转矩之和为零的位置为新的平衡位置,这样就实现了细分。
[15]刘振栋.一种设计独特的步进电机接口电路[J].电工技术,2000,(1),1.
三、初步设计方案简述(根据设计要求、原理和实现技术所构思的初步设计方案)
本次设计采用89C51单片机作为控制的核心元件。整个开环控制系统主要由四部分组成,各部分主要功能介绍如下:
(1)键盘控制电路部分
键盘由单片机的p1口和p3.2口来控制,行线通过1k电阻直接接到+5v电源上。按键的最后一行接到单片机的中断接口p3.2,这一行上为四个功能键,其功能分别为:单步运行、工速运行、定位运行和停止。这四个键直接与单片机的中断口相连接,其目的是单片机可以随时去处理相应的操作,然后对步进电机执行相应的运动。在软件程序中,我采用行扫描法来实现键盘的识别与键值的计算。
[8]孙建辉,薛安克.步进电机升速过程的微机控制.机电工程,1998,(1),29-31.
[9]许永华,李刚,陈科,李逸东.8098单片机对步进电机的升降速控制.机械与电子,1995,(6), 12-13.
[10]清华大学电子学教研组.数字电子技术基础简明教程.北京:高等教育出版社,1996:286-289.
(2)步矩角
步矩角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,如90BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),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。通过步进电机的细分驱动可以得到更小的步矩角,从而减小步进误差,提高其分辨率和步矩精度。
(3)启动频率和启动矩频特性
启动频率又称突跳频率,是指步进电机能够不失步启动的最高脉冲频率,是步进电机的一项重要指标。产品目录上一般都有空载启动频率的数据。但在实际使用时,步进电机大都在带负载的情况下启动,这时负载启动频率是一个重要指标。负载启动频率与负载转矩和转动惯量的大小有关。负载惯量一定,负载转矩增加或者负载转矩一定,负载惯量增加都会使启动频率下降,在一定的负载惯量下,启动频率随负载转矩变化的特性,称为启动矩频特性。
(4)运行频率和运行矩频特性
步进电机启动后,当控制脉冲频率连续上升而维持不失步的最高频率,称运行频率。通常给出的也是空载情况下的运行的运行频率。当电机带着一定负载运行时,运行频率与负载转矩大小有关,两着关系称为运行频率特性,通常也是以表格或曲线形式表示。提高运行频率对于提高生产率和系统的快速性具有很大的实际意义。由于运行频率比启动频率要高的多,所以使用时通过自动升降控制线路先在低频(不大于启动频率)下使电机启动,再逐渐升到工作频率,使电机连续运行。升频时间一般不大于1s。
[11]童诗白.模拟电子技术基础.北京:清华大学电子学教研组,1999:65-68.
[12]高亮.8051单片机对步进电机控制及步进电机升降速曲线设计[J].测控技术,2002,(11),64-67.
[13]张迎新.单片机原理应用与接口技术.长沙:国防科技大学出版社,1999:20-28.
[14]彭华林等.WORKBENCH50电子线路仿真,电子工业出版社,2000:16-20.
(4)步进电机的驱动电路
在本设计中,使用单极性驱动电路来实现对步进电机的驱动。功率驱动管我们使用的是功率三极管8050,它足以满足我们所选的电机的要求。驱动管8050通过1K电阻与单片机的P2口下半口相连接,当单片机的P2口下半口输出高电平时,促使功率三极管8050导通,从而使电机绕组通电,电机开始运转。
(5)额定电流
步进电机的额定电流是指电动机不动时,每相绕组允许通过的电流,这与一般电动机不同。当步进电机转动时,每相绕组通过的是脉冲电流,电流表指示的读数为脉冲电流的平均值,并非额定电流(一般比额定电流低)。
(6)额定电压
步进电机额定电压指的是驱动电源供给的电压,一般它不等于加在绕组两端的电压。
当今,步进电机控制向着高速化、精密化发展。高速化要求我们研制出运行速度更快的电机和电机驱动器。而控制系统的精密化,则要求其更精确,误差更小。这主要体现在细分驱动控制上。
(3)细分驱动的特点
虽然这种驱动的结构比较复杂,但是它有很多特点。其一,在不改变电机内部参数的情况下,能使步距角减小,步进误差减小。其二,经过细分后,驱动电流的变化幅度大大减少,故转子到达平衡位置时的过剩能量也大为减少;另一方面,控制信号的频率提高了N倍(细分数),故可远离转子的低频谐振频率。
主要参考文献:
(1)毕业设计任务进度细则。
(2)系统硬件电路图1张,系统程序流程图1张。
(3)设计说明书1份(含程序清单),实现对步进电机的转动方向、速度、位置的控制。
(4)答辩演示文稿1份。
二、文献综述(对课题相关的原理、技术、现状和前沿等进行综合评述)
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电磁机械装置,是一种输出与输入数字脉冲对应的增量驱动元件,具有快速启动和停止的能力。当负荷不超过步进电机所提供的动态转矩值时,它就可能在一瞬间实现启动和停止。它的步矩角和转速不受电压波动和负载变化的影响,也不受环境条件(如温度、气压、冲击和振动等)的影响,仅与脉冲频率有关。它每转1周都有固定的步数,在不丢步的情况下运行,其步距误差不会长期积累。正是因为步进电机具备上述优点,它已经被广泛地用于自动控制系统中作为执行元件。
(4)通过点动与低速运行,实现对步进电机位置的自由控制。
四、毕业计工作计划(以周为单位,结合毕业设计任务书中的安排进行具体任务完成时间划分)
第5~6周:搜集并消化资料
第7周:方案论证
第8~9周:系统硬件设计
第10~11周:系统软件设计
第12周:线路仿真实验
第13周:绘制图纸
第14~15周:撰写设计说明书
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。步进电机可分为反应式步进电机(简称VR)、永磁式步进电机(简称PM)和混合式步进电机(简称HB)。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。
[1]李秉操,张登举.单片机接口技术及在工业控制中的应用[M].西安:陕西电子出版社,1991:175-189.
[2]荀殿栋,程宗汇.实用数字电路设计手册[M].北京:电子工业出版社,1980:212-214.
[3]刘宝廷,程树康.步进电机及其驱动控制系统[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997:11.
这个课题就是用AT89C51单片机设计一个步进电机的控制系统,通过具体的设计使我掌握:
(1)、掌握AT89C51单片机应用系统的软硬件开发过程
(2)、熟悉步进电机的驱动原理
(3)、掌握步进电机的控制方法
(4)、掌握系统原理图设计方法
(5)、掌握系统印制板图设计方法
(6)、掌握系统软硬件调试方法
3、提交的成果:
步进电动机的角位移或线位移与脉冲数成正比,其转速n或线速度v与脉冲频率f成正比。在负载能力范围内,这些关系不因电源电压、负载大小以及环境条件的波动而变化。因而适用于在开环系统中作执行元件,使控制系统大为简化。步进电动机可以在很宽的范围内通过改变脉冲频率来调速;能够快速起动、反转、和制动。它能直接将数字脉冲信号转换为角位移,很适合采用微型计算机控制。
在许多精密控制系统中需要有较高的位移精度。为实现高精度的位移与调整,常采用具有电细分的步进电机驱动技术。步进电机具有控制简单、无积累误差等优点。通常步进电机的电细分驱动有斩波恒流驱动与脉冲宽度调制驱动等方法。而采用单片机直流电压控制的电细分驱动方法,则具有线路简单、细分精度高的特点。
(1)何谓细分驱动
电气与信息工程学院
毕业设计(论文)开题报告
课题名称:步进电机控制系统设计
学生姓名:
指导教师:
起止时间:_2006年3月13日~年6月13日
一、毕业设计任务
1、毕业设计题目:步进电机控制系统设计
2、课题意义及要求:
步进电机是一种由电脉冲控制的特殊同步电动机,其作用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或线位移。步进电机可以实现信号转变,是自动控制系统和数字控制系统中广泛应用的执行元件。如在数控机床、打印机、绘图仪、机器人控制、石英钟表等场合都有应用。
(3)控制步进电机的速度
控制步进电机的运行速度,实际上是控制系统发出时钟脉冲的频率或换相的周期,有以下2种方法:1)采用软件延时,即调用软件延时子程序使CPU空运转,不进行任何操作,但需占用CPU的时间,效率较低;2)采用硬件定时器,通过设定时间常数装入定时器接口芯片进行定时,到达相应时间则进入中断子程序,不需占用CPU时间,效率较高。
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