步进电机控制系统设计开题报告

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1、学生开题报告 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： 机械设计制造及其自动化 设计设计(论文论文)题目题目： 基于单片机的步进电机 控制系统的设计 指指 导导 教教 师师: 2012 年 3 月 1 日 学生开题报告 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 一一步进电机步进电机控制系统研究背景控制系统研究背景 步进电机是数字控制系统中的一种执行元件， 其功能是将脉冲电信号变换为相应的 角位移或直线位移，即给一个

2、脉冲信号，步进电机就转动一个角度，步进电机区别于其 他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度 由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。因此非常适合单片机控制。步 进电机作为控制执行元件， 是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制 系统和精密机械等领域。例如，在仪器仪表，机床设备以及计算机的外围设备中（如打 印机和绘图仪等） ，凡需要对转角进行精确控制的情况下，使用步进电机最为理想。随 着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有 应用。 以前的步进电机控制系统采用分立元件的控制回路，或者集成电路，不仅调

3、试安 装复杂，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改变控制方案就一定要重新设计电 路，不利于系统的改进升级。基于微型单片机的控制系统则通过软件来控制步进电机， 能够更好地发挥步进电机的潜力。因此，用微型单片机控制步进电机己经成为了一种必 然的趋势，也符合数字化的时代发展要求。 二二国内外研究国内外研究步进电机控制系统步进电机控制系统概况概况 我国数控机械和普通机床的微机改造中大多数均采用开环步进电机控制系统，为了 适应一些领域中高精度定位和运行平稳性的要求，我国改革开放初期研究步进电机细分 驱动技术，细分驱动是指在每次脉冲切换时，不是将绕组的全部电流通入或切除，而是 只改变相应绕组中电流的一

4、部分，电动机的合成磁势也只旋转步距角的一部分。细分包 括振荡器、环行分配器控制的细分驱动。另外还有基于单片机斩波恒流驱动、基于单片 机的直流电压驱动三种常见驱动方式，除上述三种步进电机的驱动方案之外，目前报道 的驱动方案还有根据汇编语言或 C 语言进行软件开发， 通过串行或并行通行的方式实现 学生开题报告 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告 机与步进电机控制器之间的数据通信， 最终实现由 PC 机直接控制步进电机的方法。 国外对步进电机的研究一直很活跃。目前，国外对步进电机的控制和驱动的一个重 要发展方向是大量采用专用芯片，结果是大大缩小驱动器的体积，明显提高了整机的性 能。比较典型的芯片有两类 ：一类芯片的核心是用硬件和微程序来保证步进电机实现 合理的加减速过程 ，同时完成计长走步、正反转等。对于开环使用的步进电机 ，实现 合理的加减速过程便可使其达到较高的运行频率而不失步或过冲。 例如日本的 ppmc101b 便是这种芯片。采用这类专用集成电路可驱动 35 相电路 ，可选择励磁方式 ，转速 精确，设定的转速范围宽