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(电机驱动运动中单片机控制系统的设计) (电机驱动运动中单片机控制系统的设计)

格式:word 上传:2022-06-25 14:46:46

《(电机驱动运动中单片机控制系统的设计)》修改意见稿

1、“.....在数字控制系统中,它既可以用作驱动电动机,也可以用作伺服电动机。它在工业过程控制中得到广泛的应用,尤其在智能仪表和需要精确定位的场合应用更为广泛。图三相反应式步进电机工作原理图步进电机的工作原理步进电机是机电体化的关键部件之,被广泛应用于需要精确定位同步行程控制等场合。步进电动机有三线式五线式六线式三种,但其控制方式均相同,必须以脉冲电流来驱动。若每旋转圈以个励磁信号来计算,则每个励磁信号前进度,其旋转角度与脉冲数成正比,正反转可由脉冲顺序来控制。二步进电动机的励磁方式可分为全部励磁及半步励磁,其中全步励磁又有相励磁及相励磁之分,而半步励磁又称相励磁。图为步进电动机的控制等效电路,适应控制的励磁信号,即可控制步进电动机的转动。每输出个脉冲信号,步进电动机只走步。因此,依序不断送出脉冲信号,即可步进电动机连续转动......”

2、“.....消耗电力小,精确度良好,但转矩小,振动较大,每送励磁信号可走度。若欲以相励磁法控制步进电动机正转,其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送,则步进电动机反转。相励磁法在每瞬间会有二个线圈同时导通。因其转矩大,振动小,故为目前用最多的励磁方式,每送励磁信号可走度。若以相励磁法控制步进电动机正转,其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送,则步进电动机反转。相励磁法为相与相轮流交替导通。因分辨率提高,且运转平滑,每送励磁信号可走度,故亦广泛被采用。若以相励磁法控制步进电动机正转,其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送,则步进电动机反转。励磁顺序步进电动机的负载转矩与速度成反比,速度愈快负载转矩愈小,当速度快至其极限时,步进电动机即不再运转。所以在每走步后,程序必须延时段时间。下面介绍的是国产型步进电机,它使用直流电源,步距角为度。电机线圈由四相组成,即四相,驱动方式为二相激磁方式......”

3、“.....电机轴将转过度,则称为通电周,转轴将转过度,若循环进行这种通电周的操作,电机便连续的转动起来,而进行相反的通电顺序如将使电机同速反转。通电周的周期越短,即驱动频率越高,则电机转速越快,但步进电机的转速也不可能太快,因为它每走步需要定的时间,若信号频率过高,可能导致电机失步,甚至只在原步颤动。步进电机的步距角与工作拍数对于个步进电机,如果它的转子的齿数为,它的齿距角为,而步进电机运行拍可使转子转动个齿距位置。实际上步进电机每拍就执行次步进,所以步进电机的步距角可以表示如下公式或公式其中是步进电机工作拍数,是转子的齿数。例如对于三相反应式步进电机而言,工作方式有三拍和六拍之分。三拍就是在转动个齿距时换相三次六拍则是换相六次。而在三拍方式中还有单三拍和双三拍之分......”

4、“.....也即使控制精度增高,步进电机在相数定的情况下应增加工作拍数。步进电机的频率特性对于反应式步进电机,在其绕组中通电的相序不同时,步进电机的旋转方向和步进精度有所不同。步进电机对绕组的通电频率有定的要求。如果通电频率过高,超过步进电机的最大步进速度,就会产生失步。般步进电机的通电频率,即起动频率为⋯步秒到步秒。步进电机的频率特性曲线,是步进电机的工作频率及其对应转动力矩所作出的曲线,典型的步进电机频率特性曲线如图所示。步进电机的频率特性曲线和很多因素有关,这些因素包括步进电机的转子直径转子铁心有效长控制线路的电压齿数齿形齿槽比步进电机内部的磁路绕组的绕线方式定转子间的气隙转动个齿距所需的拍数等。在使用中会影响到步进电机频率特性而又能由用户确定的因素有控制拍数控制线路的电压线路时间常数等。下面分析这几种因素对步进电机频率特性的影响......”

5、“.....它的工作方式是以个齿距所用的拍数来表示的。拍数本质上也就是转动个齿距所需的电源电压换相次数,值得指出的是换相是指对步进电机各相绕组进行转换,而电源电压是单极性的固定的。般而言反应式电机拍数越多矩频特性就越好。因此设计中应选择多拍的控制方式。线路时间常数对频率特性的影响步进电机的每相绕组供电都是通过功率开关电路进行的。步进电机相绕组的开关电路如图所示。其中为步进电机绕组电感为绕组电阻为晶体管的集电极电阻是续流二极管,它为绕组放电提供回路晶体管是大功率开关管。也是个外接的功率电阻,它是个消耗性负载,般为数欧姆。这时线路的时间常数为公式其中单位为亨,单位为欧姆,单位为秒。图步进电机线绕组的开关回路开关回路时间常数对注入电机绕组的电流达到稳定值的时间有极大关系,它影响到步进电机的工作频率。并且有的控制,限制它们的动作和位置,借此对生产机械给以必要的保护......”

6、“.....它跨越了机械和电气两大领域。在做设计时,我们第步是按照设计要求来确定该题目可能需要的元器件,再慢慢根据个电子元件的功能及题目的要求进行筛选,最终确定用那些元件。第二步是设计方案并确定。最开始我们选择了两个方案,但经过方案的比较及论证后去掉不合理的个,最终用那个最好的方案来设计。方案确定后便开始设计实际电路,我们是在软件上设计原理图的,实际电路图设计好之后,便开始写设计报告。这次课程设计是我又次亲自动手设计东西,收获很多,体会也很深刻。在这次设计中我也学会了很多新的东西,例如软件使用软件的些细节地方的应用以及些常用的文本处理方法。当然最重要的是学到了基于单片机的机床设计的些基本方法,同时也加深了对些常用的电子元件的理解及其基本用法的掌握,比如单片机通讯接口芯片键盘扫描显示芯片等元器件,除了这些具体的东西......”

7、“.....种同学与同学之间的团队与合作精神,很多时候个人的力量是有限的,个人不可能什么都会,我觉得人与人之间的相互帮助很有必要,这样不仅能帮助大家很快的解决问题,还能提高我们每个人的实际水平,也培养了我们的团队合作精神,这些能力对于我们今后的学习和工作都很有帮助。参考文献尔桂花运动控制系统清华大学出版社张宏建,蒙建波自动检测技术与装置化学工业出版社潘永雄电子线路实用教程西安电子科技大学出版社黄惟公单片机原理与应用技术西安电子科大出版社张毅刚单片机应用设计哈尔滨工业大学大学出版社张万忠电器与控制技术化学工业出版社邓星钟机电传动控制华中理工大学出版社附录单片机控制系统电路原理图设计附录电气控制原理图三相开关三相开关三相开关三相电机三相电机致谢通过这次课程设计我深刻的感到了理论和实践之间的巨大差距极其之间的联系。平时理论知识学的很好,但是在课程设计中并不能得心应手......”

8、“.....这就需要加强实践能力,个同学的知识变成多个同学的知识,多个同学的知识变成个同学的知识,这样才能相互促进相互提高。另外,理论与实践也存着必然的联系,在指导老师的帮助下才能使课程设计最终成功。在此特别感谢我的指导老师老师和老师,感谢学院给我们提供这次设计的机会和器材,同时要感谢我班的几位同学,正是因为有了你们的指导和帮助,我的设计才能进行和顺利结束。越小,电流达稳定时间小,相应电机工作频率高反之,越大,电流达稳定时间长,电机工作频率低。从式可知要减少,可以采用增大的办法。但是,增大时,又会使稳态电流值减小,从而影响电机的力矩。为了减少,而不使稳态电流减小,可采用在增大的同时,也提高供电电压的办法。在高频应用中,要尽量减小以改善步进的特性,所以常在开关回路中采用较大的,同时也提高回路的电源电压。但这样也会使效率降低,在低频段工作时也会使步进电机的振荡加剧。在实际中......”

9、“.....使步进电机处于合适的工作频率状态。开关回路电压对频率的影响在般应用中,开关电路的脉宽和流人绕组的电流的最大值,必定会随开关电路换相频率的提高而相应减小。开关电路产生的控制电压是以矩形波方式加在绕组上的。随着换相频率的提高,矩形脉冲电压波频率相应提高,这样,矩形脉冲电压的宽度和周期也就会变小,当矩形脉冲电压窄到定程度,流入电机绕组的电流就无法达到稳定值,步进电机就难以步进工作了。为了保证在矩形脉冲电压相当窄时,也即频率足够高时,步进电机仍能正常步进工作,可以提高开关回路的电压。开关回路加到绕组的是矩形脉冲电压,故电流也是脉冲。在步进电机中要设法增大起动电流,以提高步进电机转动力矩,即提高其工作频率。由于步进电机是感性负载,所以进入绕组的电流脉冲是以指数形式上升,即这时电流脉冲为公式其中是电流脉冲瞬时值是在开关回路电压为时的电流稳态值是开关回路的时间常数......”

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