课程设计步进电机

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步进电机eda课程设计

步进电机eda课程设计

步进电机eda课程设计一、教学目标本课程的目标是让学生了解和掌握步进电机的基本原理和应用,通过学习,学生应该能够:1.描述步进电机的工作原理和结构特点。

2.解释步进电机的运行原理和控制方法。

3.分析步进电机在不同应用场景下的性能表现。

4.设计简单的步进电机控制系统。

在技能目标方面,学生应具备:1.运用实验仪器和工具进行步进电机的调试和测试。

2.编写简单的步进电机控制程序。

3.分析和解决步进电机运行中的常见问题。

在情感态度价值观目标方面,学生应:1.培养对步进电机技术和应用的兴趣和好奇心。

2.培养团队协作和沟通交流的能力。

3.增强创新意识和实践能力,能够将理论知识应用到实际问题中。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.步进电机的基本原理:介绍步进电机的工作原理、结构特点和运行方式。

2.步进电机的控制方法:讲解步进电机的控制原理和控制电路。

3.步进电机的应用:分析步进电机在不同领域的应用实例,如机器人、数控机床等。

4.步进电机的调试和测试:介绍步进电机的调试和测试方法,以及如何解决运行中的问题。

教学大纲安排如下:第1-2课时:步进电机的基本原理第3-4课时:步进电机的控制方法第5-6课时:步进电机的应用第7-8课时:步进电机的调试和测试三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:讲解步进电机的基本原理、控制方法和应用。

2.案例分析法:分析具体的步进电机应用案例,让学生更好地理解步进电机的实际应用。

3.实验法:让学生亲自动手进行步进电机的调试和测试,增强实践能力。

4.讨论法:鼓励学生积极参与课堂讨论,培养团队协作和沟通交流的能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:《步进电机原理与应用》2.参考书:提供相关的学术论文和资料,供学生深入研究。

3.多媒体资料:制作课件和教学视频,帮助学生更好地理解步进电机的相关知识。

步进电机驱动器课程设计

步进电机驱动器课程设计

步进电机驱动器课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解步进电机的工作原理,掌握步进电机驱动器的种类及功能。

2. 学习步进电机驱动器的电路连接方式,了解参数设置对步进电机性能的影响。

3. 掌握步进电机驱动程序编写的基本方法,学会运用相关函数控制步进电机运动。

技能目标:1. 能够正确选用步进电机驱动器,完成电路连接和参数设置。

2. 熟练运用编程软件编写步进电机驱动程序,实现步进电机的精确控制。

3. 培养动手实践能力,学会分析并解决步进电机控制过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对步进电机驱动技术研究的兴趣,激发创新意识。

2. 培养学生团队协作意识,学会与他人共同解决问题。

3. 增强学生对我国电机驱动技术发展的自豪感,培养爱国主义情怀。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,以理论知识为基础,重点培养学生的动手操作能力和实际应用能力。

学生特点:学生具备一定的电子电路基础知识,具备初步编程能力,对步进电机控制有一定了解。

教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调动手实践,鼓励学生创新思维,提高解决实际问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 步进电机原理及分类:介绍步进电机的工作原理、特点及分类,结合教材第二章内容,理解步进电机在自动化领域的应用。

- 步进电机原理- 步进电机分类- 步进电机应用领域2. 步进电机驱动器:学习步进电机驱动器的功能、选型及参数设置,参考教材第三章内容,掌握驱动器与步进电机的连接方法。

- 步进电机驱动器功能- 驱动器选型- 参数设置及电路连接3. 步进电机驱动程序编写:学习编写步进电机驱动程序,结合教材第四章内容,熟练使用相关函数实现步进电机的运动控制。

- 驱动程序基本结构- 常用函数及功能- 实现步进电机运动控制4. 步进电机控制系统实践:结合教材第五章内容,进行步进电机控制系统实践,培养动手操作能力及问题解决能力。

dsp步进电机课程设计

dsp步进电机课程设计

dsp步进电机课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解步进电机的原理、结构及其在DSP系统中的应用。

2. 学生能掌握步进电机控制的基础知识,包括步进电机的驱动方式和控制算法。

3. 学生能了解步进电机速度、位置控制的基本原理,并掌握相关参数的计算。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计简单的步进电机控制程序,实现对步进电机的启停、转向、速度和位置控制。

2. 学生能通过实验和调试,分析步进电机控制中的问题,并提出相应的解决方案。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对步进电机及其控制技术的兴趣,激发学生探索未知、勇于创新的科学精神。

2. 培养学生的团队合作意识,让学生在合作中学会倾听、沟通和解决问题。

3. 培养学生严谨、务实的科学态度,注重实践操作,养成良好的实验习惯。

课程性质:本课程属于电子信息类学科,结合实际应用,强调理论与实践相结合。

学生特点:学生处于高年级阶段,已具备一定的电子技术和编程基础,具有较强的学习能力和动手能力。

教学要求:注重启发式教学,引导学生主动思考、探索和实践,提高学生的实际操作能力。

通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际工程问题中,培养学生的工程素养。

二、教学内容1. 步进电机原理及其在DSP系统中的应用- 步进电机的结构和工作原理- 步进电机在DSP系统中的集成方式2. 步进电机驱动与控制技术- 步进电机的驱动方式- 控制算法:开环控制与闭环控制- 步进电机速度、位置控制原理及参数计算3. 步进电机控制程序设计- 编程语言选择:C语言或汇编语言- 控制程序框架构建- 步进电机启停、转向、速度和位置控制程序编写4. 实验与调试- 实验设备与工具准备- 实验步骤及注意事项- 故障分析与解决方案5. 课程实践与案例分析- 步进电机控制项目实践- 分析实际工程案例,提高学生解决实际问题的能力教学内容安排与进度:第一周:步进电机原理及其在DSP系统中的应用第二周:步进电机驱动与控制技术第三周:步进电机控制程序设计第四周:实验与调试第五周:课程实践与案例分析教学内容与教材关联性:本教学内容与教材中“步进电机控制”章节紧密相关,涵盖了步进电机的基本原理、控制技术、程序设计等方面,确保了教学内容的科学性和系统性。

步进电机速度控制课程设计

步进电机速度控制课程设计

步进电机速度控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解步进电机的原理与结构,掌握步进电机速度控制的基本概念。

2. 使学生掌握步进电机速度控制的相关公式,并能进行简单的计算。

3. 让学生了解步进电机速度控制系统的组成及工作原理。

技能目标:1. 培养学生运用所学知识,设计简单的步进电机速度控制系统的能力。

2. 培养学生运用相关软件工具对步进电机速度控制系统进行仿真与调试的能力。

3. 培养学生通过团队合作,解决实际步进电机速度控制问题的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对步进电机速度控制技术的兴趣,激发学生的创新意识。

2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的准确性和可靠性。

3. 培养学生具备良好的团队协作精神,学会分享与交流。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在让学生通过理论学习与实践操作,掌握步进电机速度控制的相关知识。

学生特点:本课程面向高中年级学生,他们对电机控制有一定的基础知识,具备一定的动手能力和探究精神。

教学要求:结合学生特点,课程目标分解为具体的学习成果,注重理论与实践相结合,强调学生动手操作能力的培养。

在教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动思考,培养学生的创新能力。

同时,注重团队合作,提高学生的沟通与协作能力。

二、教学内容1. 步进电机原理与结构:介绍步进电机的种类、工作原理、主要性能参数,使学生了解步进电机的特点及应用场景。

教材章节:第一章第一节2. 步进电机速度控制基本概念:讲解步进电机速度控制的方法、原理,引导学生掌握步进电机速度控制的基本知识。

教材章节:第二章第一节3. 步进电机速度控制公式与计算:推导步进电机速度控制的相关公式,通过实例讲解,使学生掌握计算方法。

教材章节:第二章第二节4. 步进电机速度控制系统组成及工作原理:分析步进电机速度控制系统的组成部分,阐述各部分的工作原理及相互关系。

教材章节:第三章第一节5. 步进电机速度控制系统设计与仿真:教授步进电机速度控制系统的设计方法,指导学生运用相关软件进行仿真与调试。

步进电机驱动课程设计

步进电机驱动课程设计

步进电机驱动课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握步进电机的基本原理、工作特点和驱动方式,能够熟练使用步进电机进行简单的机械运动控制。

具体分为以下三个方面:1.知识目标:(1)了解步进电机的基本原理和工作特点;(2)掌握步进电机的驱动方式和控制方法;(3)熟悉步进电机在各种应用场景中的具体应用。

2.技能目标:(1)能够使用步进电机进行简单的机械运动控制;(2)能够分析步进电机驱动过程中可能出现的问题,并采取相应措施解决;(3)能够根据实际需求,选择合适的步进电机和驱动器。

3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对步进电机技术的兴趣,激发学生创新意识;(2)培养学生团队合作精神,提高学生动手实践能力;(3)使学生认识到步进电机技术在现代工业中的重要地位,培养学生的责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.步进电机的基本原理和工作特点:介绍步进电机的工作原理,分析步进电机的主要性能参数,如步距、转速、力矩等。

2.步进电机的驱动方式和控制方法:讲解步进电机的常用驱动方式,如单片机控制、DSP控制等,以及各种驱动方式的优缺点。

3.步进电机的应用场景:介绍步进电机在各种领域的具体应用,如数控机床、机器人、电动汽车等。

4.步进电机驱动器的选择和使用:讲解如何根据实际需求选择合适的步进电机驱动器,以及驱动器的安装、调试和维护。

5.步进电机驱动过程中的故障分析与解决:分析步进电机驱动过程中可能出现的问题,如失步、过热、振动等,并介绍相应的解决方法。

三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下几种教学方法:1.讲授法:通过讲解步进电机的基本原理、驱动方式和应用场景,使学生掌握相关知识。

2.案例分析法:分析实际案例,使学生更好地理解步进电机驱动技术的应用和优势。

3.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自动手操作,提高学生的实践能力。

4.讨论法:学生进行小组讨论,培养学生的团队合作精神和创新意识。

步进电机控制课程设计

步进电机控制课程设计

步进电机控制 课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解步进电机的原理与结构,掌握其工作方式;2. 使学生掌握步进电机控制的基础知识,包括驱动电路的设计与控制算法;3. 引导学生了解步进电机在自动化设备中的应用。

技能目标:1. 培养学生能够运用所学知识进行步进电机的选型与安装;2. 培养学生具备编写步进电机控制程序的能力,实现电机的精确控制;3. 提高学生动手实践能力,能够独立完成步进电机控制系统的搭建与调试。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对步进电机控制技术的兴趣,激发学生学习热情;2. 培养学生具备团队协作精神,能够在小组合作中发挥个人优势;3. 引导学生认识到步进电机控制技术在工业自动化中的重要性,树立科技创新意识。

分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为电子技术及应用领域的一门实用课程,针对高年级学生,他们在前期已经掌握了电子技术基础知识,具备一定的实践能力。

本课程旨在进一步提高学生的实际操作能力,培养他们解决实际问题的能力。

课程目标具体、可衡量,便于学生和教师在教学过程中明确预期成果。

通过本课程的学习,学生能够将理论知识与实际应用相结合,具备步进电机控制系统的设计与实施能力,为将来的职业生涯打下坚实基础。

二、教学内容1. 步进电机原理与结构:- 步进电机的工作原理- 步进电机的分类及结构特点- 步进电机的性能参数2. 步进电机控制系统基础:- 驱动电路设计与原理- 控制算法原理及应用- 步进电机与控制器接口技术3. 步进电机控制程序编写:- 控制程序设计流程- 编程语言及开发环境选择- 步进电机控制程序实例4. 步进电机控制系统实践:- 步进电机选型与安装- 控制系统硬件连接与调试- 控制程序下载与运行5. 步进电机应用案例分析:- 步进电机在自动化设备中的应用案例- 案例分析与讨论- 创新设计与实践教学内容安排与进度:第一周:步进电机原理与结构学习第二周:步进电机控制系统基础学习第三周:步进电机控制程序编写学习第四周:步进电机控制系统实践操作第五周:步进电机应用案例分析及创新设计教材章节关联:《电子技术与应用》第四章:电机控制技术《自动化控制系统》第三章:步进电机及其控制系统教学内容确保科学性和系统性,结合课程目标,按照教学大纲安排和进度,使学生能够循序渐进地掌握步进电机控制相关知识。

dsp课程设计步进电机

dsp课程设计步进电机

dsp课程设计步进电机一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解步进电机的原理、特点以及应用,掌握步进电机的基本控制方法,培养学生动手实践能力和团队协作精神。

具体分解为以下三个方面的目标:1.知识目标:(1)了解步进电机的结构、原理和分类;(2)掌握步进电机的性能参数,如步距、转速、扭矩等;(3)熟悉步进电机的控制方法,如脉冲宽度调制(PWM)、脉冲序列发生器等。

2.技能目标:(1)能够分析步进电机的运行状态,进行简单的故障排查;(2)能够使用编程软件编写步进电机的控制程序;(3)具备步进电机系统的安装、调试和维护能力。

3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对新技术的好奇心和学习兴趣;(2)培养学生勇于实践、敢于创新的精神;(3)培养学生团队协作、共同解决问题的意识。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.步进电机的原理与结构:介绍步进电机的工作原理、主要组成部分及其功能。

2.步进电机的性能参数:讲解步进电机的步距、转速、扭矩等性能参数的定义及计算方法。

3.步进电机的控制方法:介绍脉冲宽度调制(PWM)、脉冲序列发生器等步进电机控制方法。

4.步进电机应用实例:分析实际应用中步进电机的选型、安装、调试和维护。

5.动手实践:让学生分组进行步进电机控制系统的设计、搭建和调试。

三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解步进电机的原理、性能参数和控制方法。

2.讨论法:学生针对步进电机应用实例展开讨论,培养学生的思考和表达能力。

3.案例分析法:分析实际工程中步进电机的选型、安装、调试和维护案例。

4.实验法:让学生动手实践,设计、搭建和调试步进电机控制系统。

四、教学资源为了支持教学内容的实施,本节课将准备以下教学资源:1.教材:选用《DSP原理与应用》等相关教材,为学生提供理论基础。

2.参考书:提供《步进电机控制技术》等参考书籍,丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料:制作PPT、动画等多媒体资料,直观展示步进电机的工作原理和控制方法。

课程设计步进电机

课程设计步进电机

课程设计步进电机一、教学目标本课程的学习目标主要包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

知识目标要求学生掌握步进电机的基本原理、结构特点及其在实际应用中的基本方法。

技能目标要求学生能够运用步进电机进行简单的物理实验,并能够分析实验结果。

情感态度价值观目标要求学生在学习过程中培养对科学的热爱和探索精神,提高学生的实践能力和创新意识。

二、教学内容教学内容主要包括步进电机的基本原理、结构特点、工作原理及其在实际应用中的基本方法。

具体包括以下几个方面:1.步进电机的基本原理:介绍步进电机的工作原理,让学生了解步进电机是如何通过电磁感应产生转矩的。

2.步进电机的结构特点:介绍步进电机的结构特点,包括定子和转子两部分,以及它们之间的相互关系。

3.步进电机的工作原理:讲解步进电机的工作原理,让学生了解步进电机在不同工作状态下的运行情况。

4.步进电机在实际应用中的基本方法:介绍步进电机在实际应用中的基本方法,包括步进电机的选型、安装、调试和维护等方面。

三、教学方法为了提高教学效果,我们将采用多种教学方法进行授课,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法:通过讲解步进电机的基本原理、结构特点和工作原理,使学生能够系统地掌握步进电机的相关知识。

2.讨论法:学生进行课堂讨论,引导学生主动思考和探究步进电机的相关问题,提高学生的思维能力和解决问题的能力。

3.案例分析法:通过分析实际应用中的步进电机案例,使学生能够更好地理解和掌握步进电机的工作原理和应用方法。

4.实验法:安排学生进行步进电机的实验操作,让学生亲身体验步进电机的工作过程,提高学生的实践能力和创新意识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备适当的教学资源,包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

1.教材:选择一本与步进电机相关的教材,作为学生学习的主要参考资料。

2.参考书:推荐一些与步进电机相关的参考书籍,供学生进一步深入学习和研究。

步进电机控制器课程设计

步进电机控制器课程设计

步进电机控制器课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握步进电机的原理、结构及其工作方式;2. 使学生了解步进电机控制器的基本组成、功能及其在自动化控制中的应用;3. 引导学生掌握步进电机控制器的编程方法,能够编写简单的控制程序。

技能目标:1. 培养学生运用步进电机控制器进行实际电路搭建与调试的能力;2. 提高学生分析和解决步进电机控制过程中出现问题的能力;3. 培养学生团队协作、沟通交流的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对步进电机控制器及相关自动化设备的兴趣,激发学生探究精神;2. 增强学生的创新意识,鼓励学生勇于尝试,培养解决问题的自信心;3. 引导学生认识到科技对社会发展的推动作用,增强学生的社会责任感。

课程性质分析:本课程为实践性较强的课程,旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合,提高学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点分析:学生在前期已经学习了电机原理、电子技术等相关知识,具备一定的理论基础,但实际操作经验不足。

教学要求:1. 结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力;2. 注重培养学生的团队协作能力和创新能力;3. 关注学生的个体差异,因材施教,提高教学质量。

二、教学内容1. 步进电机原理与结构- 介绍步进电机的种类、原理及特点;- 分析步进电机的结构及其工作方式;- 结合教材第3章第2节内容,阐述步进电机在自动化控制系统中的应用。

2. 步进电机控制器组成与功能- 讲解步进电机控制器的硬件组成及各部分功能;- 介绍步进电机控制器的软件编程方法;- 引导学生阅读教材第4章第1节,了解控制器在自动化设备中的应用实例。

3. 步进电机控制器编程与调试- 教授步进电机控制器编程的基本语法和技巧;- 指导学生编写简单的控制程序,实现步进电机的运动控制;- 结合教材第4章第3节,组织学生进行实际电路搭建与调试,培养学生的动手能力。

4. 步进电机控制应用案例分析- 分析典型的步进电机控制应用案例,如数控机床、机器人等;- 引导学生了解教材第5章相关内容,探讨步进电机在各个领域的应用前景。

步进电机课程设计枣庄

步进电机课程设计枣庄

步进电机课程设计枣庄一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握步进电机的基本原理、结构特点及其在实际应用中的基本操作方法。

通过本课程的学习,学生应能理解步进电机的工作原理,掌握步进电机的选型、接线和控制方法,具备基本的步进电机故障排除能力。

具体来说,知识目标包括:1.了解步进电机的工作原理和分类。

2.掌握步进电机的性能参数和选型依据。

3.熟悉步进电机的控制方法和应用领域。

技能目标则要求学生能够:1.识别并选择合适的步进电机。

2.正确连接步进电机的电源和控制电路。

3.运用适当的控制策略对步进电机进行控制。

情感态度价值观目标则着重培养学生的创新意识和实践能力,通过小组合作、问题解决等形式,提高学生对步进电机技术的兴趣和热情,增强学生运用科学知识解决实际问题的信心。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括四个部分:1.步进电机的基本原理:介绍步进电机的工作原理、工作特点及其与直流电机、交流电机的区别。

2.步进电机的结构与性能:讲解步进电机的结构组成,性能参数及其意义。

3.步进电机的选型与使用:教授如何根据实际需求选型,步进电机的安装、接线与调试方法。

4.步进电机的控制:介绍步进电机的控制方法,包括单片机控制、PLC控制以及开源控制器控制等。

三、教学方法为了提高教学效果,将采用多种教学方法相结合的方式进行授课:1.讲授法:用于讲解步进电机的基本原理、结构和控制方法。

2.案例分析法:通过分析实际应用案例,使学生更好地理解步进电机的选型和使用。

3.实验法:安排实验室实践活动,让学生亲手操作,加深对步进电机控制的理解。

4.小组讨论法:鼓励学生分组讨论,分享学习心得,培养团队协作能力。

四、教学资源为了支持教学,将准备以下教学资源:1.教材:《步进电机技术与应用》。

2.参考书:收集有关步进电机技术的学术论文、技术手册。

3.多媒体资料:制作课件、教学视频,以便于学生课后复习。

4.实验设备:准备步进电机及其控制系统,供学生进行实验操作。

步进电机控制器课程设计

步进电机控制器课程设计

步进电机控制器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握步进电机控制器的基本原理、工作方式和应用场景。

通过本课程的学习,学生应能理解步进电机的运行原理,熟练掌握步进电机控制器的使用方法,并能够运用所学知识解决实际问题。

具体来说,知识目标包括:1.了解步进电机的基本原理和工作方式。

2.掌握步进电机控制器的功能和性能指标。

3.熟悉步进电机控制器在各种应用场景中的使用方法。

技能目标包括:1.能够正确安装和调试步进电机控制器。

2.能够编写简单的步进电机控制程序。

3.能够对步进电机控制器的运行状态进行监测和故障排查。

情感态度价值观目标包括:1.培养学生对先进制造技术的兴趣和认识,增强学生的创新意识。

2.培养学生团队合作精神和动手实践能力。

3.培养学生对工程伦理和职业素养的重视。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.步进电机的基本原理和工作方式:包括步进电机的结构、原理、特性等。

2.步进电机控制器的功能和性能指标:包括控制器的硬件组成、软件设置、接口协议等。

3.步进电机控制器的应用场景:包括步进电机在工业自动化、机器人、数控机床等领域的应用。

4.步进电机控制器的安装和调试:包括控制器的硬件连接、参数设置、故障排查等。

5.步进电机控制程序的编写:包括控制算法、程序结构、调试与优化等。

三、教学方法为了达到本课程的教学目标,我们将采用多种教学方法进行教学,包括:1.讲授法:通过讲解和演示,使学生了解步进电机控制器的基本原理和功能。

2.讨论法:通过小组讨论和问答,培养学生的思考能力和团队协作精神。

3.案例分析法:通过分析实际应用案例,使学生更好地理解步进电机控制器的应用场景。

4.实验法:通过动手实践,使学生掌握步进电机控制器的安装、调试和编程技巧。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法,我们将准备以下教学资源:1.教材:选择一本与步进电机控制器相关的教材,作为学生学习的主要参考资料。

2.参考书:提供一些与步进电机控制器相关的参考书籍,供学生深入研究。

步进电机控制的课程设计

步进电机控制的课程设计

步进电机控制的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解步进电机的原理、结构和分类,掌握其工作方式及相关参数。

2. 学生能掌握步进电机控制的基础知识,包括驱动电路的原理和编程控制方法。

3. 学生能了解步进电机在不同应用场景中的选型和使用要点。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计简单的步进电机控制电路,并进行调试。

2. 学生能编写简单的步进电机控制程序,实现电机的精确运动控制。

3. 学生能通过团队合作,解决实际工程问题,提高实践操作能力。

情感态度价值观目标:1. 学生对步进电机控制产生兴趣,激发学习动力,培养自主学习能力。

2. 学生通过课程学习,认识到科技进步对生活的改变,增强社会责任感和创新意识。

3. 学生在团队合作中,学会相互尊重、沟通协作,培养良好的团队精神和职业素养。

本课程针对高年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。

课程以实用性为导向,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的动手能力、创新意识和团队合作精神。

通过本课程的学习,为学生后续相关课程和实际工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 步进电机原理及分类:介绍步进电机的结构、工作原理、特点及分类,对应教材第3章。

- 磁阻式步进电机- 永磁式步进电机- 混合式步进电机2. 步进电机驱动电路:讲解步进电机驱动电路的原理、分类及设计方法,对应教材第4章。

- 驱动电路的原理- 驱动电路的分类- 驱动电路的设计方法3. 步进电机编程控制:介绍步进电机的编程控制方法,包括脉冲信号生成、运动控制算法等,对应教材第5章。

- 脉冲信号生成- 运动控制算法- 编程实践案例4. 步进电机应用与选型:分析不同场景下步进电机的应用和选型要点,对应教材第6章。

- 常见应用场景- 步进电机选型要点- 实际应用案例5. 实践环节:安排步进电机控制电路设计、编程控制及调试,对应教材第7章。

- 控制电路设计- 编程与调试- 团队合作实践教学内容按照以上大纲进行安排和进度规划,确保学生能够系统、全面地掌握步进电机控制相关知识,为实际应用奠定基础。

xy步进电机课程设计

xy步进电机课程设计

xy步进电机课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解xy步进电机的原理与结构,掌握其运行特性的相关知识。

2. 学生能掌握步进电机编程控制的基本方法,了解其在自动化设备中的应用。

3. 学生能运用数学知识,进行步进电机运动轨迹的简单计算。

技能目标:1. 学生能够操作步进电机,进行基本的运动控制。

2. 学生能够利用所学知识,对步进电机进行故障排查与维护。

3. 学生能够结合实际需求,设计简单的xy步进电机控制系统。

情感态度价值观目标:1. 学生通过本课程的学习,培养对工程技术的兴趣和热情,增强创新意识。

2. 学生能够认识到科学技术在现代社会中的重要性,增强社会责任感和使命感。

3. 学生通过团队合作,培养沟通协调能力,提升团队协作精神。

课程性质分析:本课程为实用技术类课程,结合理论与实践,注重培养学生的动手能力与实际操作技能。

学生特点分析:学生处于高年级阶段,具备一定的学科基础知识,具备较强的学习能力和探究精神。

教学要求:1. 教学内容与实际应用紧密结合,提高学生的实践操作能力。

2. 注重培养学生的创新思维和问题解决能力。

3. 教学过程中,关注学生的个体差异,提供有针对性的指导与帮助。

二、教学内容1. xy步进电机原理与结构- 电机工作原理- 结构组成与功能- 运行特性分析2. 步进电机编程控制- 编程基础与指令集- 控制系统搭建- 运动控制算法及应用3. 步进电机运动轨迹计算- 数学模型建立- 轨迹规划方法- 实例分析与计算4. 步进电机控制系统设计- 设计原则与步骤- 硬件选型与连接- 软件编程与调试5. 故障排查与维护- 常见故障分析- 故障排查方法- 维护与保养技巧6. 实践操作与案例分析- 操作技能训练- 实际案例讲解- 创新设计与实践教学内容安排与进度:本课程共计10课时,具体安排如下:1-2课时:xy步进电机原理与结构3-4课时:步进电机编程控制5课时:步进电机运动轨迹计算6-7课时:步进电机控制系统设计8课时:故障排查与维护9-10课时:实践操作与案例分析教材章节关联:本课程教学内容与教材第3章“步进电机控制技术”和第4章“步进电机控制系统设计与应用”相关联。

步进电机的选用课程设计

步进电机的选用课程设计

步进电机的选用课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解步进电机的定义、工作原理及分类。

2. 学生能掌握步进电机的主要参数,如步距角、转速、扭矩等。

3. 学生能了解步进电机在各种应用场景中的选用原则。

技能目标:1. 学生能运用步进电机选型公式进行初步的电机选型。

2. 学生能通过查阅资料,分析步进电机在不同项目中的适用性。

3. 学生能运用所学知识,设计简单的步进电机控制系统。

情感态度价值观目标:1. 培养学生积极主动探索新知识,敢于面对挑战的精神。

2. 培养学生团队合作意识,学会倾听、交流、分享。

3. 培养学生关注科技发展,认识到步进电机在工业自动化等领域的重要性。

分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在帮助学生在掌握步进电机基础知识的基础上,学会实际应用。

课程注重理论与实践相结合,提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。

通过本课程的学习,学生将能够具备步进电机选型和应用的基本技能,为后续课程学习和未来职业发展打下基础。

二、教学内容1. 步进电机基础概念:介绍步进电机的定义、工作原理、分类及特点。

- 教材章节:第二章第二节- 内容列举:步进电机的结构、单相、双相步进电机的工作原理。

2. 步进电机主要参数:讲解步距角、转速、扭矩等参数的计算及影响因素。

- 教材章节:第二章第三节- 内容列举:步距角的计算、转速与脉冲频率的关系、扭矩与电流的关系。

3. 步进电机选型原则:分析步进电机在不同应用场景的选型原则及注意事项。

- 教材章节:第二章第四节- 内容列举:选型依据、步进电机与负载的匹配、驱动器的选择。

4. 步进电机控制系统设计:介绍步进电机的控制原理及电路设计。

- 教材章节:第三章第一节- 内容列举:步进电机驱动电路、控制器选择、编程控制方法。

5. 实践环节:安排步进电机选型及控制系统设计实践,巩固所学知识。

- 教材章节:实践活动- 内容列举:选型实践、电路搭建、控制系统调试。

教学内容安排和进度:共4课时,每课时45分钟。

机械原理课程设计步进电机

机械原理课程设计步进电机

机械原理课程设计步进电机一、课程目标知识目标:1. 让学生理解步进电机的原理、结构及其在机械系统中的应用。

2. 使学生掌握步进电机的工作原理、控制方法及相关计算公式。

3. 帮助学生了解步进电机与机械装置的接口设计及调试方法。

技能目标:1. 培养学生运用所学知识,进行步进电机选型、计算及控制系统设计的能力。

2. 提高学生动手实践能力,学会使用相关工具、仪器进行步进电机的安装、调试及故障排查。

3. 培养学生团队协作和沟通能力,能够就步进电机在机械系统中的应用进行讨论和分析。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对机械原理及自动化技术的兴趣,提高学习积极性。

2. 培养学生严谨的科学态度,注重实际应用,关注科技创新。

3. 增强学生的环保意识,了解步进电机在节能减排方面的优势。

课程性质分析:本课程为机械原理实践课程,旨在让学生将理论知识应用于实际工程案例,提高解决实际问题的能力。

学生特点分析:学生为高中年级学生,具备一定的物理和数学基础,对机械原理有一定了解,但缺乏实际操作经验。

教学要求:1. 结合课本知识,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。

2. 创设情境,引导学生主动探究,培养创新精神和实践能力。

3. 注重个体差异,因材施教,使学生在原有基础上得到提高。

二、教学内容1. 步进电机原理及结构- 介绍步进电机的分类、工作原理- 分析步进电机的结构特点及主要参数2. 步进电机的控制与应用- 讲解步进电机的控制方法及驱动电路- 分析步进电机在机械系统中的应用案例3. 步进电机选型与计算- 掌握步进电机的选型原则及计算方法- 学会根据实际需求选择合适的步进电机及相关配件4. 步进电机控制系统设计- 学习步进电机控制系统设计流程及方法- 掌握步进电机控制系统硬件、软件设计要点5. 步进电机安装与调试- 介绍步进电机的安装方法及注意事项- 学习步进电机调试技巧及故障排查方法6. 课程实践与案例分析- 完成步进电机控制系统设计与制作- 分析课程实践中的问题,总结经验教训教学内容安排与进度:第1-2周:步进电机原理及结构、控制方法介绍第3-4周:步进电机选型与计算、应用案例学习第5-6周:步进电机控制系统设计、安装与调试第7-8周:课程实践与案例分析、总结提高教材章节关联:本教学内容与教材中“电机与控制”章节相关,涉及步进电机的原理、控制方法、选型计算、系统设计等方面的内容。

步进电机控制器课程设计

步进电机控制器课程设计

步进电机控制器课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解步进电机的原理与结构,掌握其工作特性;2. 学会步进电机控制器的电路设计,了解相关电子元件的功能与选用;3. 掌握步进电机控制器的编程方法,能够运用所学知识编写程序实现步进电机的控制。

技能目标:1. 培养学生动手实践能力,能够独立完成步进电机控制器的组装与调试;2. 提高学生的问题分析能力,能够针对实际问题进行控制器参数的优化;3. 培养学生的创新思维,能够设计出具有实际应用价值的步进电机控制器方案。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术、自动控制技术的兴趣,培养良好的学习态度;2. 培养学生的团队协作意识,提高沟通与协作能力;3. 增强学生的环保意识,使其在设计过程中充分考虑节能、环保等因素。

课程性质:本课程属于电子技术、自动控制技术领域,理论与实践相结合,注重培养学生的动手实践能力、问题分析能力和创新思维能力。

学生特点:学生已具备基本的电子技术知识,具有一定的编程基础,对步进电机控制器有一定了解,但缺乏实际操作经验。

教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,通过讲解、演示、实践等多种教学方式,引导学生掌握步进电机控制器的设计方法,培养其创新思维与动手实践能力。

在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保课程目标的实现。

二、教学内容1. 步进电机原理与结构:讲解步进电机的工作原理、分类、结构及其性能参数,结合教材相关章节,让学生深入理解步进电机的基本概念。

2. 步进电机控制器电路设计:介绍控制器中常用的电子元件,如驱动器、控制器芯片等,以及电路设计方法,指导学生完成电路图的绘制。

3. 编程与控制:教授步进电机控制器的编程方法,包括编程语言的选择、编程环境搭建,以及常用的控制算法,如PID控制等。

4. 步进电机控制器组装与调试:讲解控制器组装步骤,指导学生进行实践操作,并对组装完成的控制器进行调试与优化。

5. 创新设计与应用:鼓励学生发挥创意,设计具有实际应用价值的步进电机控制器方案,并进行讨论、分析与改进。

步进电机电路课程设计

步进电机电路课程设计

步进电机电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握步进电机的基本原理与结构,理解其工作过程。

2. 学习步进电机电路的设计方法,能运用所学知识解决实际问题。

3. 了解步进电机在自动化领域的应用,认识到其在工程技术中的重要性。

技能目标:1. 培养学生动手搭建和调试步进电机电路的能力,提高实践操作技能。

2. 学会使用相关软件(如CAD等)进行电路设计与仿真,提高创新能力。

3. 培养学生团队合作精神,提高沟通与协作能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发学习热情,形成自主学习习惯。

2. 增强学生的环保意识,认识到电机电路在实际应用中应符合节能环保要求。

3. 培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德,为将来从事相关工作奠定基础。

课程性质:本课程属于电子技术实践课,注重理论与实践相结合,以培养学生的动手能力和创新能力为主。

学生特点:高年级学生,已具备一定的电子技术基础知识,具有较强的学习能力和实践欲望。

教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生独立思考和解决问题的能力。

在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保课程目标的实现。

通过课程学习,使学生达到预期学习成果,为后续学习打下坚实基础。

二、教学内容1. 步进电机原理及分类:介绍步进电机的原理、结构和分类,结合教材相关章节,让学生理解步进电机的工作原理及特点。

- 教材章节:第二章第三节《步进电机的原理与结构》- 内容列举:步进电机的定义、工作原理、类型及特点2. 步进电机电路设计:讲解步进电机电路的设计方法,包括驱动电路、控制电路等,结合实践操作,使学生掌握电路设计技能。

- 教材章节:第三章《步进电机驱动与控制》- 内容列举:驱动电路、控制电路设计原理,典型电路分析3. 步进电机电路仿真与搭建:利用相关软件(如CAD等)进行电路仿真,指导学生动手搭建和调试步进电机电路。

- 教材章节:第四章《步进电机电路仿真与实验》- 内容列举:仿真软件的使用,电路搭建与调试方法4. 步进电机应用案例分析:分析步进电机在自动化领域的应用案例,让学生了解步进电机的实际应用。

步进电机课程设计

步进电机课程设计

步进电机 课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解步进电机的原理、结构及其工作方式;2. 学生能掌握步进电机与控制器之间的通信协议和编程控制方法;3. 学生能运用步进电机进行简单机械运动的控制。

技能目标:1. 学生能通过实际操作,熟练进行步进电机的接线与调试;2. 学生能运用编程软件,编写简单的控制程序,实现对步进电机的精确控制;3. 学生能通过小组合作,解决步进电机控制过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标:1. 学生对步进电机及其控制产生浓厚的兴趣,培养探究精神和创新意识;2. 学生在小组合作中,培养团队协作能力,增强集体荣誉感;3. 学生通过学习步进电机知识,认识到科技对生活的改变,增强社会责任感。

本课程针对高年级学生,结合电子技术、自动控制原理等学科知识,旨在培养学生的实际操作能力、编程思维和团队合作精神。

课程要求学生在理解理论知识的基础上,注重实践操作,将所学知识应用于实际问题的解决,达到学以致用的教学目标。

通过本课程的学习,为学生进一步探索自动化领域奠定基础。

二、教学内容1. 步进电机原理与结构- 介绍步进电机的种类、工作原理及结构特点;- 分析步进电机与普通电机的区别及优势。

2. 步进电机控制基础- 讲解步进电机与控制器之间的通信协议;- 介绍步进电机的控制参数及其调整方法。

3. 步进电机编程控制- 学习编程软件的使用,编写简单的控制程序;- 掌握步进电机的运动控制指令及其应用。

4. 步进电机实践操作- 实际操作步进电机的接线与调试;- 通过编程控制步进电机实现直线运动、圆周运动等。

5. 步进电机应用案例- 分析步进电机在自动化设备中的应用案例;- 探讨步进电机在生活中的应用及发展趋势。

教学内容按照教材章节安排,结合课程目标,分为理论知识与实践操作两部分。

在教学过程中,注重引导学生从基础理论入手,逐步过渡到实际操作,培养学生动手能力。

同时,通过分析案例,拓展学生视野,提高他们对步进电机应用的认识。

三相步进电机课程设计

三相步进电机课程设计

三相步进电机课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握三相步进电机的基本结构、工作原理及特点;2. 使学生了解三相步进电机在自动化控制系统中的应用;3. 帮助学生掌握三相步进电机的控制方法及相关参数的计算。

技能目标:1. 培养学生能够正确使用实验仪器和设备进行三相步进电机的调试与控制;2. 提高学生分析问题、解决问题的能力,使学生能够针对实际应用场景设计简单的三相步进电机控制系统;3. 培养学生的团队合作意识,让学生在小组合作中共同完成三相步进电机的相关实验。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对电机及自动化控制技术的兴趣,提高学生的学科热情;2. 培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯,使学生尊重事实、注重实证;3. 增强学生的环保意识,让学生认识到电机在节能环保方面的重要性。

课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,结合理论知识与实际操作,注重培养学生的动手能力和实际应用能力。

学生特点:学生为初中年级学生,具备一定的物理知识和实验技能,对新鲜事物充满好奇,喜欢动手实践。

教学要求:教师在教学过程中要注重理论与实践相结合,关注学生的个体差异,引导学生积极参与实验,培养学生的创新精神和实践能力。

在教学评估中,关注学生的知识掌握、技能运用和情感态度价值观的培养,确保课程目标的达成。

二、教学内容1. 三相步进电机的基本概念:介绍三相步进电机的定义、分类、结构及其工作原理;教材章节:第一章第三节。

2. 三相步进电机的特点与用途:分析三相步进电机相较于其他类型电机的优势、应用场景;教材章节:第一章第四节。

3. 三相步进电机的控制方法:讲解三相步进电机的控制原理,包括开环控制、闭环控制及细分控制;教材章节:第二章。

4. 三相步进电机参数计算:教授学生如何计算三相步进电机的转速、转矩等关键参数;教材章节:第三章。

5. 实践操作:安排学生进行三相步进电机的接线、调试及控制实验,巩固理论知识;教材章节:第四章。

6. 应用案例分析:分析三相步进电机在自动化控制系统中的应用案例,提高学生的实际应用能力;教材章节:第五章。

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摘要本设计采用STC89C52单片机对步进电机继续控制,以IO口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号,信号经过ULN2803集成芯片驱动步进电机,然后,通过键盘来对电机的状态进行控制,并用LED数码管来显示电机的工作状态。

从单片机输入信号,经系统调试时序步进电机的启动、停止、正反转和加速减速,从而达到要求。

通过对步进电机的软件设计和硬件设计包括步进电机的结构、原理及应用,根据原理和硬件的设计利用c语言编写程序,在proteus软件上经过反复运行和调试,实现单片机对步进电机的控制。

关键词步进电机 ; ULN2803集成芯片 ; LED数码管 ; proteus软件目录目录 (1)第1章引言 (2)第2章电路基本原理及方案设计 (5)2.1 电路基本原理 (5)2.2方案设计 (5)第3章硬件电路原理 (6)3.1步进电机 (6)3.2 LED显示 (9)3.3 按键控制模块 (11)第4章软件编程 (12)4.1程序流程图 (12)4.2 单片机引脚功能 (12)第5章调试结果 (15)总结 (17)参考文献 (18)附录1 (19)附录2 (25)第1章引言步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制。

步进电机可以直接接受数字信号,不需要进行数字与模拟量的转换,具有高精度快速启停能力。

在非超载的情况下,步进电机的转速、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。

图1.1 步进电机实物图步进电机是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。

步进电机的最大特点是其“数字性”,对于微电脑发过来的每一个脉冲信号,步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度(简称一步),如下图所示。

如接收到一串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离。

同时可通过控制脉冲频率,直接对电机转速进行控制。

步进电机在构造上有三种主要类型:反应式(Variable Reluctance,VR)、永磁式(Permanent Magnet,PM)和混合式(Hybrid Stepping,HS)。

•反应式定子上有绕组、转子由软磁材料组成。

结构简单、成本低、步距角小,可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大,可靠性难保证。

•永磁式永磁式步进电机的转子用永磁材料制成,转子的极数与定子的极数相同。

其特点是动态性能好、输出力矩大,但这种电机精度差,步矩角大(一般为7.5°或15°)。

•混合式混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点,其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料,转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。

其特点是输出力矩大、动态性能好,步矩角小,但结构复杂、成本相对较高。

混合型,因具有高精度、高转矩、微小步进角和数个优异的特征,所以刚开始在OA关系,其它的分类上也大幅的被使用,特别是在生产量上大半是使用在盘片记忆关系的磁头转送上。

按定子上绕组来分,共有二相、三相和五相等系列。

图1.2 单定子径向分相反应式步进电机结构原理最受欢迎的是两相混合式步进电机,约占 97% 以上的市场份额,其原因是性价比高,配上细分驱动器后效果良好。

该种电机的基本步矩角为1.8°/步,配上半步驱动器后,步矩角减少为0.9°,配上细分驱动器后其步矩角可细分达256倍(0.007°)。

由于摩擦力和制造精度等原因,实际控制精度略低。

同一步进电机可配不同细分的驱动器以改变精度和效果。

图1.3 混合式步进电机相数:产生不同对极N、S 磁场的激磁线圈对数,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,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。

用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。

目前应用最广泛的是两相和四相,四相电机一般用作两相,五相的成本较高。

拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n 表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步:当某组绕组通电时,每来一个脉冲电压,如果这时定子的小齿与转子没有对齐,则在磁场的作用下转子将转动一个步距角(称为一步),使转子齿与定子齿对齐,从而使步进电机向前“走”一步。

第2章 电路基本原理及方案设计2.1 电路基本原理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,它的的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。

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,控制换相顺序,即通电控制脉冲必须严格按照一定顺序分别控制各相的通断。

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。

控制步进电机的转向,即给定工作方式正序换相通电,步进电机正转,若按反序通电换相,则电机就反转。

控制步进电机的速度,即给步进电机发一个控制脉冲,它就转一步,再发一个脉冲,它会再转一步,两个脉冲的间隔越短,步进电机就转得越快。

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。

2.2方案设计步进电机控制电路原理图如图2.1所示。

图2.1 步进电机控制电路原理图根据设计要求,采用的方案如下。

硬件部分实现电机转动和速度显示功能,包括控制开关模块;电机转动模块和速度显示模块。

软件部分实现对步进电机的控制功能,主要设计思想通过控制台控制程序的开关来控制电机的转动,由电机反馈回来的数据经单片机控制显示器显示数据。

控制台 单片机 步进电机 LED 显示器第3章硬件电路原理3.1步进电机简单的讲,步进电机驱动器根据外来的脉冲,通过其内部的逻辑电路控制步进电机的绕组按一定的次序正反通电,从而实现其运转。

以两相1.8度步进电机为例,其主要分为4线(双极性),6线(单极性)两种方式。

4线(双极性)电机,当其绕组的通电方向顺序按照AC->BD->CA->DB 四个状态周而复始进行变化,每变化一次,电机运转一步,即1.8度。

6线(单极性)电机,当其绕组的通电方向顺序按照OA->OB->OC->OD 四个状态周而复始进行变化,每变化一次,电机运转一步,即1.8度。

脉冲信号一般由CPU或单片机产生的,一般脉冲信号的比例为0.3-0.4左右,电机转速越高,比例则越大。

以四相步进电机为例,四相电机工作方式有二种,四相四步为AB-BC-CD-DA;四相八步为AB-B-BC-C-CD-D-AB。

如图为四相(实际为2相)式步进电机的基本构造图。

中间转子由永久磁铁所构成,左边为N极,另一边为S极。

定子有四组线圈,分别为L1、L2、L3及L4,各线圈的C端共接电源正极,另一端经由开关接在电源的负极。

图3.1 四相式步进电机基本构造图如下所示的步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。

只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。

如图 3.2所示。

图3.2 四相步进电机开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿,2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。

当开关SC接通电源,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。

依次类推,A、B、C、D四相绕组轮流供电,则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图3.3所示:图3.3 单四拍,双四拍,八拍工作方式与波形图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。

反应式步进电动机采用高导磁材料构成齿状转子和定子,其结构简单,生产成本低,步距角可以做的相当小,一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。

反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩,但动态性能相对较差。

永磁式步进电机转子采用多磁极的圆筒形的永磁铁,在其外侧配置齿状定子。

用转子和定子之间的吸引和排斥力产生转动,它的出力大,动态性能好,但步距角一般比较大。

一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度。

混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。

它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。

这种步进电机的应用最为广泛,它是PM和VR的复合产品,其转子采用齿状的稀土永磁材料,定子则为齿状的突起结构。

此类电机综合了反应式和永磁式两者的优点,步距角小,出力大,动态性能好,是性能较好的一类步进电动机,在计算机相关的设备中多用此类电机。

步进电机有步距角(涉及到相数)、静转矩、及电流三大要素组成。

一旦三大要素确定,步进电机的型号便确定下来了。

1、步距角的选择电机的步距角取决于负载精度的要求,将负载的最小分辨率(当量)换算到电机轴上,每个当量电机应走多少角度(包括减速)。

电机的步距角应等于或小于此角度。

目前市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度(五相电机)、0.9度/1.8度(二、四相电机)、1.5度/3度(三相电机)等。

2、静力矩的选择步进电机的动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机的静力矩。

静力矩选择的依据是电机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。

单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。

直接起动时(一般由低速)时二种负载均要考虑,加速起动时主要考虑惯性负载,恒速运行进只要考虑摩擦负载。

一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好,静力矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来(几何尺寸)。

3、电流的选择静力矩一样的电机,由于电流参数不同,其运行特性差别很大,可依据矩频特性曲线图,判断电机的电流(参考驱动电源、及驱动电压)。

4、力矩与功率换算步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的,一般只用力矩来衡量。

单片机输出的程序通过转换器和电机驱动器给步进电机一个脉冲信号,使步进电机实现正转与反转。

具体连接图如下3.4所示。

图3.4 步进电机连接方式3.2 LED显示不论是图形还是文字,都是控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED 器件发光。

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