开题报告----基于步进电机调速系统的设计

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1、 毕业设计(论文)开题报告 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 号：号： 专专 业业 ： 机械工程及自动化 设计设计(论文论文)题目题目： 基于步进电机调速系统设计 指指 导导 教教 师师: 2008 年 12 月 12 日 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文文 献献 综综 述述 摘要摘要 通过对步进电机调速系统的概念及其原理分析，单片机原理应用的学习，来阐 述步进电机的发展和应用，了解当今市场上大量应用的步进电机的种类及其特点，尤 其是在单片机控制下的各种不同步进电机的

2、广泛应用。 关键词关键词 单片机 调速系统 步进电机 1 1 步进电机的概念步进电机的概念 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情 况下，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. 2 2 步进电机的分类步进电机的分类 步进电机分三种：永磁式（PM） ，反应式（VR）和混合式（HB）永磁式步进一 般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为 7.5 度 或 1

3、5 度；反应式步进一般为三相， 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。在欧美等发达国家 80 年代已被淘汰；混合式步进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。 3 3 步进电机步进电机调速系统调速系统的的控制控制原理原理 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

4、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。如图 2 所示 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。 4 4 步进电机步进电机调调速速控控制制方法的应用及原理方法的应用及原理 实现步进电机升降速控制的方法有很多, 比较常见的有以下种： (1)直线形加减速 控制。这种方法计算简单、节省资源。但是加速、匀速和减速过程不能光滑过渡, 这 样势必会影响系统的运行质量和寿命。所以此种方法适用于处理较慢, 要求不高的场 合(2)指数形加减速控制。这种方法符合步进电机的固有规律, 但是计算实现比较麻 烦, 适用于处理速度要求较高的场合