步进电动机控制系统设计毕业论文

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基于单片机步进电机控制系统软件设计The Software Design of Control System for Stepping Motor Based on Chip Microcomputer 参考基于AT89C51单片机的步进电机伺服系统设计 The Design of Servo System for Stepping Motor Based on AT89C51 Chip Microcomputer AT89C51单片机在步进电动机控制系统中的应用 Application of AT89C51 SC Controller to Step Motor Control System 基子单片机步进电机控制系统 A Stepping Motor Control System Based on Microcomputer

一 步进电机介绍步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。目前,比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。但采用单片机控制, 不仅要设计复杂的控制程序和I /O 接口电路, 实现比较麻烦, 而且对工业现场的恶劣环境适应性差, 可靠性不高。基于PLC 控制的步进电机具有设计简单, 实现方便, 定位精度高, 参数设置灵活等优点, 在工业过程控制中使用, 可靠性高, 监控方便。步进电机的主要特性(1)步距角和静态步距误差: 步进电机的步距角是决定开环伺服系统脉冲当量的重要参数, 数控机床中常见的反应式步进电机的步距角一般为°～° 一般情况下, 步距角越小, 加工精度越高, 静态步距误差指理论的步距角和实际的步距角之差, 以分表示, 一般在10’以内。步距误差主要由步进电机齿距角制造误差、定子和转子间气隙不均匀、各相电磁转矩不均匀等因素造成的, 步距误差直接影响工作的加工精度以及步进电机的动态特性。（2）动频率fd： 空载时, 步进电机由静止突然启动, 并进人不丢步的正常运行所允许的最高频率, 称为启动频率或突跳频率用fd表示, 若启动频率大于突跳频率, 步进电机就不能正常启动, fd与负载惯量有关, 一般说来随着负载惯量的增长而下降。空载启动时, 步进电机定子绕组通电状态变化的频率不能高于突跳频率。（3）连续运行的最高工作频率fmax，步进电机连续运行时, 它所能接受的, 即保证不丢步运行的极限频率fmax称为最高工作频率。它是决定定子绕组通电状态最高变化频率的参数, 它决定了步进电机的最高转速。其值大于fq, 并且随着负载的性质和大小而异, 与驱动电源也（4）加减速特性： 步进电机的加减速特性是描述步进电机由静止到工作频率和由工作频率到静止的加减速过程中, 定子绕组通电状态的变化频率与时间的关系。当要求步进电机启动到大于突跳频率的工作频而停止时,变化速度必须逐渐下降。逐渐上升和逐渐下降的加速时间、减速不能过小, 否则会出现失步或超步。我们用加速时间常数来描述步进电机的升速和降速特性见图1。(5)矩频特性与动态转矩。矩频特性M=F(f), 图是描述转矩一频率关系的曲线, 该特性曲线上每一个频率对应的转矩称为动态转矩。可见, 动态转矩随连续频率的上升或下降。上述步进电机的主要特性除第一项外, 其余均与电源有很大关系。驱动电源性能好, 步进电机的特性可能得到明显改善。程序设计的基本思路在进行程序设计时，首先应明确对象的具体控制要求。由于CPU对程序的串行扫描工作方式，会造成输人偷出的滞后，而由扫描方式引起的滞后时间，最长可达两个多扫描周期_1 J，程序越长，这种滞后越明显，则控制精度就越低。因此，在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简捷、紧凑。另一方面，同一个控制对象，根据生产的工艺流程的不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。以SIMATIC移位指令为步进控制的主体进行程序设计，可较好地满足上述设计要求。二 设计任务与要求《PLC编程与应用》是一门实践性和实用性都很强的课程，学习的目的在于应用。本课程设计是配合《PLC编程与应用》课程教学的一个重要的实践教学环节它能起到巩固课堂和书本上所学知识，加强综合能力，提高系统设计水品及应用能力，启发创新思维的效果。一、控制要求：1．五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E ,正转顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB反转顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB2．用五个开关控制其工作：1 号开关控制其运行 ( 启 / 停 )。2 号开关控制其低速运行 (转过一个步距角需 秒)。3 号开关控制其中速运行 (转过一个步距角需 秒)。4 号开关控制其低速运行 (转过一个步距角需 秒)。5 号开关控制其转向 ( ON 为正转，OFF 为反转 )。二、课题要求：1．按题意要求,画出 PLC 端子接线图、控制梯形图。2．完成 PLC 端子接线工作, 并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。3. 完成课程设计说明书由上述具体控制要求，可作出步进电机在起动运行时的程序框图.不懂的话加分再给你完善。我有表哥是做这方面的。