基于步进电机调速控制步进驱动控制系统设计摘要与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。所以只要控制指令脉冲的频率数量及电机绕组通电的相序，便可控制步进电机的速度输出位移量和转向。直接控制步进电机系统由和步进电机组成，具有实时刷新技术，输出信号的频率可以达到数千赫兹或更高，使得脉冲分配能有很高的分配速度，充分利用步进电机的速度响应能力，提高整个系统的快速性。并且，有采用大功率晶体管的输出端口，能够满足步进电机各相绕组数级脉冲电压级脉冲电流的驱动要求。控制步进电机工作方式的选择.常见的步进电机的工作方式常见的步进电机的工作方式有以下三种.三相单三拍图.三相单三拍工作方式时序图.三相双三拍图.三相双三拍工作方式时序图.三相六拍图.三相六拍工作方式时序图.步进电机控制原理控制步进电机换向顺序通电换向这过程称为脉冲分配。例如三相步进电机的三相三拍工作方式，其各相通电顺序为，通电控制脉冲必须严格按照这顺序分别控制相的通断。控制步进电机的转向如果给定工作方式正序通电换相，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。控制步进电机的速度每次给步进电机发个控制脉冲，它就转动步。两个脉冲的间隔时间越短，步进电机就转动得越快。调节发出的脉冲频率，就能对步进电机进行调速控制。.控制步进电机的方法在本设计中使用控制步进电机，可使用产生控制步进电机所需要的各种时序的脉冲。三相步进电机可采用三种工作方式三相单三拍，三相双三拍，三相单六拍。这三种方式的主要区别是电机绕组的通电放电时间不同。工作方式是单三拍时通电时间最短，双三拍时允许放电时间最短，六拍时通电时间和放电时间最长。因此，同脉冲频率时，六拍的工作方式出力最大。而且，电机是三拍的工作方式时，其分辨率为度，六拍的工作方式时，分辨率是.度。所以，在本课题中，我们采用三相六拍的工作方式，在这种控制方式下工作，步进电机的运行特性好，步进电机分辨率最高。三相六拍步进电机是典型径向分相单定子反应式伺服电机。其结构原理图与普通电机样,分为转子和定子两个部分,其中定子又可分为定子绕组和定子铁芯。定子铁芯由电工钢片叠压而成。定子绕组绕制在定子铁芯上,六个均匀分布齿上的线圈,在直径方向上相对的两个齿上的线圈串联在起,构成相控制绕组。三相步进电机可构成三相控制绕组,若任相绕组通电,便形成组定子磁极。在定子的每个磁极上,即定子铁芯上的每个齿上开了五个小齿,齿槽等宽,齿间夹角为,转子上没有绕组,只有均匀分布的个小齿,齿槽也是等宽的,齿间夹角也是,与磁极上的小齿致。此外,三相定子磁极上的小齿在空间位置上依次错开齿距,。当相磁极上的小齿与转子上的小齿对齐时,相磁极上的齿刚好超前或滞后转子齿轮齿距角,相磁极齿超前或滞后转子齿齿距角。三相六拍步进电机的工作原理当相绕组通电时,转子的齿与定子上的齿对齐。若相断电,相通电,由于磁力的作用,转子的齿与定子上的齿对齐,转子沿顺时针方向转过,如果控制线路不停地按的循环顺序控制步进电机绕组的通电断电,步进电机的转子便不停地顺时针转动,这是三相三拍工作原理。而当同时通电时,由于两个磁力的作用,定子绕组的通电状态每改变次,转子转过.，原理与三相三拍相同,从而形成三相六拍,其通电顺序为正转反转可根据步进电机的工作方式，以及所要求的频率步进电机的速度，画出各相的时序图。并使用产生各种时序的脉冲。例如本设计采用西门子控制三相步进电机的过程。图.三相单六拍正向时序图.控制步进电机的设计思路典型的步进电机控制系统如图.所示图.典型的步进电机控制系统步进电动机是种将数字脉冲信号转换成线位移或者角位移的数模转换元件。在经历了个大的发展阶段后，日前其发展趋向平缓。然而，其基本原理是不变的，即是种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件，每当对其施加个电脉冲时，其输出转过个固定的角度。步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其转速与单位时间内输入的脉冲数成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的脉冲顺序有关。所以只要控制指令脉冲的数量频率及电机绕组通电的顺序，便可控制步进电机的输出位移量速度和转向。步进电机的机理是基于最基本的电磁铁作用，可简单地定义为，根据输人的脉冲信号，每改变次励磁状态就前进定角度或长度，若不改变励磁状态则保持定位置而静止的电动机从广义上讲，步进电动机是种受电脉冲信号控制的无刷式直流电机，也可看作是在定频率范围内转速与控制脉冲频率同步的同步电动机。步进电机的控制和驱动方法很多，按照使用的控制装置来分可以分为普通集成工业控制机控制基于步进电机调速控制步进驱动控制系统设计摘要基于,步进,电机,机电,调速,控制,节制,驱动,控制系统,设计,毕业设计,全套,图纸.步进驱动控制系统研究和意义.国内外的发展.国内外步进电机的发展概况.步进驱动控制系统主要研究工作步进电机及简介.步进电机简介步进电机的分类步进电机的基本参数步进电机的特点.步进电机在工业中的应用.的特点.技术在步进电机控制中的应用控制步进电机工作方式的选择.常见的步进电机的工作方式.步进电机控制原理控制步进电机换向顺序控制步进电机的转向控制步进电机的速度.控制步进电机的方法.控制步进电机的设计思路控制步进电机硬件设计.的介绍硬件系统软元件.步进电机的选择.步进电机驱动电路设计驱动器的选择步进电机驱动电路驱动电路接口电气原理图.驱动步进电机控制步进电机软件设计.概述基本功能运动控制创建调制解调模块程序.程序的编写.梯形图程序设计的选择输入输出编址状态真值表.梯形图程序总结.全文总结.不足之处及展望致谢参考文献绪论.步进驱动控制系统研究和意义基于步进电动机良好的控制和准确定位特性，被广泛应用在精确定位方面，诸如数控机床喷绘机工业控制系统自动控制计算装置自动记录仪表等自动控制领域。随着计算机技术的发展，可编程逻辑控制器的功能不断扩展和完善，其功能远远超出了逻辑控制的范围，具有了算术运算数字量智能控制通信联网监控等多方面的功能，它已变成了实际意义上的种工业控制计算机。作为简单化的计算机，以其可靠性高通用性强编程简单易学指令系统简单体积小维修工作少现场接口安装方便易于掌握等优点，在全世界广泛应用，为生产生活带来巨大效益方便。控制的步进电机系统应用于组合机床自动生产线上的数控滑台控制，可省去该单元的数控系统使该单元的控制系统成本降低，而且只占用自动线控制单元的内存及个接口。特别是在大型自动线中可以使控制系统的成本明显下降。因此，通过研究用来控制步进电动机的，既可实现精确定位控制，又能降低控制成本，还有便于维护。.国内外的发展又称可编程序控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相接合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。是在世纪年代末面向工业环境由美国科学家首先研制成功的。它采用可编程序的存储器，其内部存贮执行逻辑运算计数和算术运算顺序控制等操作指令，并通过模拟的数字的输入和输出，控生产过程或各种类型的机械。可编程序控制器及其有关设备，都是按易于与工业控制系统形成体易于扩充其功能的原则设计的。自产生至今只有多年的历史，却得到了广泛应用和迅速发展，成为当代工业自动化的主要支柱之。发展过程和产生，现代社会要求生产厂家对市场的需求做出迅速的反应，生产出小批量多规格多品种高质量和低成本的产品。老式的继电器控制系统已无法满足这要求，迫使人们去寻找种新的控制装置去取代它。自年针对工业自动控制的需求和特点而开发的第台问世以来，迄今已经多年了，它的发展虽然包含了前期控制技术的演变和继承，但又不同于通用的微机控制装置和顺序控制器。它不仅充分利用了微处理器的优点来满足各种领域的控制需求，同时也照顾到现场操作技术人员的技能和习惯，摈弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，独具风格地形成套以继电器梯形图为基础的模块化的软件结构和形象编程语言，使用户程序的编制方便易学清晰直观，查错和调试都很容易。用户使用只需按说明书提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可方便而灵活地将应用于生产实践。而用户程序的编制调试和修改不需要具有专门的计算机编程语言知识。这样就更加便于使用和修改，推动了计算机技术的普遍应用。可编程序控制器在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。现已成为现代工业控制三大支柱之，以其可靠性体积小逻辑功能强在线修改控制程序远程通信联网功能对模拟量进行控制易于与计算机接口具有位控等高性能模块与告诉计数等优异性能，日益取代由大量时间继电器中间继电器计数继电器等组成的传统继电器。自问世以来，经过多年的发展，在美德日

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