步进电动机课程设计
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dsp步进电机课程设计
dsp步进电机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解步进电机的原理、结构及其在DSP系统中的应用。
2. 学生能掌握步进电机控制的基础知识，包括步进电机的驱动方式和控制算法。
3. 学生能了解步进电机速度、位置控制的基本原理，并掌握相关参数的计算。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的步进电机控制程序，实现对步进电机的启停、转向、速度和位置控制。
2. 学生能通过实验和调试，分析步进电机控制中的问题，并提出相应的解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对步进电机及其控制技术的兴趣，激发学生探索未知、勇于创新的科学精神。
2. 培养学生的团队合作意识，让学生在合作中学会倾听、沟通和解决问题。
3. 培养学生严谨、务实的科学态度，注重实践操作，养成良好的实验习惯。
课程性质：本课程属于电子信息类学科，结合实际应用，强调理论与实践相结合。
学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的电子技术和编程基础，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：注重启发式教学，引导学生主动思考、探索和实践，提高学生的实际操作能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程问题中，培养学生的工程素养。
二、教学内容1. 步进电机原理及其在DSP系统中的应用- 步进电机的结构和工作原理- 步进电机在DSP系统中的集成方式2. 步进电机驱动与控制技术- 步进电机的驱动方式- 控制算法：开环控制与闭环控制- 步进电机速度、位置控制原理及参数计算3. 步进电机控制程序设计- 编程语言选择：C语言或汇编语言- 控制程序框架构建- 步进电机启停、转向、速度和位置控制程序编写4. 实验与调试- 实验设备与工具准备- 实验步骤及注意事项- 故障分析与解决方案5. 课程实践与案例分析- 步进电机控制项目实践- 分析实际工程案例，提高学生解决实际问题的能力教学内容安排与进度：第一周：步进电机原理及其在DSP系统中的应用第二周：步进电机驱动与控制技术第三周：步进电机控制程序设计第四周：实验与调试第五周：课程实践与案例分析教学内容与教材关联性：本教学内容与教材中“步进电机控制”章节紧密相关，涵盖了步进电机的基本原理、控制技术、程序设计等方面，确保了教学内容的科学性和系统性。
步进电机速度控制课程设计
步进电机速度控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解步进电机的原理与结构，掌握步进电机速度控制的基本概念。
2. 使学生掌握步进电机速度控制的相关公式，并能进行简单的计算。
3. 让学生了解步进电机速度控制系统的组成及工作原理。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计简单的步进电机速度控制系统的能力。
2. 培养学生运用相关软件工具对步进电机速度控制系统进行仿真与调试的能力。
3. 培养学生通过团队合作，解决实际步进电机速度控制问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对步进电机速度控制技术的兴趣，激发学生的创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和可靠性。
3. 培养学生具备良好的团队协作精神，学会分享与交流。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生通过理论学习与实践操作，掌握步进电机速度控制的相关知识。
学生特点：本课程面向高中年级学生，他们对电机控制有一定的基础知识，具备一定的动手能力和探究精神。
教学要求：结合学生特点，课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，强调学生动手操作能力的培养。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考，培养学生的创新能力。
同时，注重团队合作，提高学生的沟通与协作能力。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构：介绍步进电机的种类、工作原理、主要性能参数，使学生了解步进电机的特点及应用场景。
教材章节：第一章第一节2. 步进电机速度控制基本概念：讲解步进电机速度控制的方法、原理，引导学生掌握步进电机速度控制的基本知识。
教材章节：第二章第一节3. 步进电机速度控制公式与计算：推导步进电机速度控制的相关公式，通过实例讲解，使学生掌握计算方法。
教材章节：第二章第二节4. 步进电机速度控制系统组成及工作原理：分析步进电机速度控制系统的组成部分，阐述各部分的工作原理及相互关系。
教材章节：第三章第一节5. 步进电机速度控制系统设计与仿真：教授步进电机速度控制系统的设计方法，指导学生运用相关软件进行仿真与调试。
步进电机驱动课程设计
步进电机驱动课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握步进电机的基本原理、工作特点和驱动方式，能够熟练使用步进电机进行简单的机械运动控制。
具体分为以下三个方面：1.知识目标：（1）了解步进电机的基本原理和工作特点；（2）掌握步进电机的驱动方式和控制方法；（3）熟悉步进电机在各种应用场景中的具体应用。
2.技能目标：（1）能够使用步进电机进行简单的机械运动控制；（2）能够分析步进电机驱动过程中可能出现的问题，并采取相应措施解决；（3）能够根据实际需求，选择合适的步进电机和驱动器。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对步进电机技术的兴趣，激发学生创新意识；（2）培养学生团队合作精神，提高学生动手实践能力；（3）使学生认识到步进电机技术在现代工业中的重要地位，培养学生的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.步进电机的基本原理和工作特点：介绍步进电机的工作原理，分析步进电机的主要性能参数，如步距、转速、力矩等。
2.步进电机的驱动方式和控制方法：讲解步进电机的常用驱动方式，如单片机控制、DSP控制等，以及各种驱动方式的优缺点。
3.步进电机的应用场景：介绍步进电机在各种领域的具体应用，如数控机床、机器人、电动汽车等。
4.步进电机驱动器的选择和使用：讲解如何根据实际需求选择合适的步进电机驱动器，以及驱动器的安装、调试和维护。
5.步进电机驱动过程中的故障分析与解决：分析步进电机驱动过程中可能出现的问题，如失步、过热、振动等，并介绍相应的解决方法。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解步进电机的基本原理、驱动方式和应用场景，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解步进电机驱动技术的应用和优势。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作，提高学生的实践能力。
4.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。
步进电机控制课程设计
步进电机控制 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解步进电机的原理与结构，掌握其工作方式；2. 使学生掌握步进电机控制的基础知识，包括驱动电路的设计与控制算法；3. 引导学生了解步进电机在自动化设备中的应用。
技能目标：1. 培养学生能够运用所学知识进行步进电机的选型与安装；2. 培养学生具备编写步进电机控制程序的能力，实现电机的精确控制；3. 提高学生动手实践能力，能够独立完成步进电机控制系统的搭建与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对步进电机控制技术的兴趣，激发学生学习热情；2. 培养学生具备团队协作精神，能够在小组合作中发挥个人优势；3. 引导学生认识到步进电机控制技术在工业自动化中的重要性，树立科技创新意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子技术及应用领域的一门实用课程，针对高年级学生，他们在前期已经掌握了电子技术基础知识，具备一定的实践能力。
本课程旨在进一步提高学生的实际操作能力，培养他们解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量，便于学生和教师在教学过程中明确预期成果。
通过本课程的学习，学生能够将理论知识与实际应用相结合，具备步进电机控制系统的设计与实施能力，为将来的职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构：- 步进电机的工作原理- 步进电机的分类及结构特点- 步进电机的性能参数2. 步进电机控制系统基础：- 驱动电路设计与原理- 控制算法原理及应用- 步进电机与控制器接口技术3. 步进电机控制程序编写：- 控制程序设计流程- 编程语言及开发环境选择- 步进电机控制程序实例4. 步进电机控制系统实践：- 步进电机选型与安装- 控制系统硬件连接与调试- 控制程序下载与运行5. 步进电机应用案例分析：- 步进电机在自动化设备中的应用案例- 案例分析与讨论- 创新设计与实践教学内容安排与进度：第一周：步进电机原理与结构学习第二周：步进电机控制系统基础学习第三周：步进电机控制程序编写学习第四周：步进电机控制系统实践操作第五周：步进电机应用案例分析及创新设计教材章节关联：《电子技术与应用》第四章：电机控制技术《自动化控制系统》第三章：步进电机及其控制系统教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，按照教学大纲安排和进度，使学生能够循序渐进地掌握步进电机控制相关知识。
dsp课程设计步进电机
dsp课程设计步进电机一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解步进电机的原理、特点以及应用，掌握步进电机的基本控制方法，培养学生动手实践能力和团队协作精神。
具体分解为以下三个方面的目标：1.知识目标：（1）了解步进电机的结构、原理和分类；（2）掌握步进电机的性能参数，如步距、转速、扭矩等；（3）熟悉步进电机的控制方法，如脉冲宽度调制（PWM）、脉冲序列发生器等。
2.技能目标：（1）能够分析步进电机的运行状态，进行简单的故障排查；（2）能够使用编程软件编写步进电机的控制程序；（3）具备步进电机系统的安装、调试和维护能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对新技术的好奇心和学习兴趣；（2）培养学生勇于实践、敢于创新的精神；（3）培养学生团队协作、共同解决问题的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.步进电机的原理与结构：介绍步进电机的工作原理、主要组成部分及其功能。
2.步进电机的性能参数：讲解步进电机的步距、转速、扭矩等性能参数的定义及计算方法。
3.步进电机的控制方法：介绍脉冲宽度调制（PWM）、脉冲序列发生器等步进电机控制方法。
4.步进电机应用实例：分析实际应用中步进电机的选型、安装、调试和维护。
5.动手实践：让学生分组进行步进电机控制系统的设计、搭建和调试。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解步进电机的原理、性能参数和控制方法。
2.讨论法：学生针对步进电机应用实例展开讨论，培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：分析实际工程中步进电机的选型、安装、调试和维护案例。
4.实验法：让学生动手实践，设计、搭建和调试步进电机控制系统。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：选用《DSP原理与应用》等相关教材，为学生提供理论基础。
2.参考书：提供《步进电机控制技术》等参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作PPT、动画等多媒体资料，直观展示步进电机的工作原理和控制方法。
课程设计步进电机
课程设计步进电机一、教学目标本课程的学习目标主要包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握步进电机的基本原理、结构特点及其在实际应用中的基本方法。
技能目标要求学生能够运用步进电机进行简单的物理实验，并能够分析实验结果。
情感态度价值观目标要求学生在学习过程中培养对科学的热爱和探索精神，提高学生的实践能力和创新意识。
二、教学内容教学内容主要包括步进电机的基本原理、结构特点、工作原理及其在实际应用中的基本方法。
具体包括以下几个方面：1.步进电机的基本原理：介绍步进电机的工作原理，让学生了解步进电机是如何通过电磁感应产生转矩的。
2.步进电机的结构特点：介绍步进电机的结构特点，包括定子和转子两部分，以及它们之间的相互关系。
3.步进电机的工作原理：讲解步进电机的工作原理，让学生了解步进电机在不同工作状态下的运行情况。
4.步进电机在实际应用中的基本方法：介绍步进电机在实际应用中的基本方法，包括步进电机的选型、安装、调试和维护等方面。
三、教学方法为了提高教学效果，我们将采用多种教学方法进行授课，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解步进电机的基本原理、结构特点和工作原理，使学生能够系统地掌握步进电机的相关知识。
2.讨论法：学生进行课堂讨论，引导学生主动思考和探究步进电机的相关问题，提高学生的思维能力和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析实际应用中的步进电机案例，使学生能够更好地理解和掌握步进电机的工作原理和应用方法。
4.实验法：安排学生进行步进电机的实验操作，让学生亲身体验步进电机的工作过程，提高学生的实践能力和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
1.教材：选择一本与步进电机相关的教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：推荐一些与步进电机相关的参考书籍，供学生进一步深入学习和研究。
51步进电机课程设计
51步进电机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解步进电机的原理与结构，掌握其工作方式和分类。
2. 学生能掌握51单片机对步进电机的控制方法，包括脉冲信号的产生与分配。
3. 学生能解释步进电机在自动化设备中的应用，了解其在不同行业中的功能。
技能目标：1. 学生能够独立完成51单片机与步进电机的连接，进行基本的编程控制。
2. 学生通过实践，学会调试步进电机参数，优化电机运行效果。
3. 学生能够设计并实现简单的步进电机控制系统，解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对工程技术的兴趣，增强创新实践的意识。
2. 学生在团队协作中，学会相互尊重、沟通与配合，培养集体荣誉感。
3. 学生认识到科技对社会发展的作用，理解技术在实际应用中的价值，形成正确的技术观。
课程性质：本课程为实践性强的工程技术课程，结合理论教学与动手操作，旨在提高学生的实际应用能力。
学生特点：考虑到学生年级特点，课程设计需兼顾理论知识的深度和操作实践的难度，确保学生能够理解和掌握。
教学要求：教学内容与实际应用紧密结合，注重培养学生的动手能力和问题解决能力，通过任务驱动的方式，激发学生的学习兴趣和探究精神。
目标分解为具体可衡量的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 步进电机原理及分类：介绍步进电机的组成结构、工作原理，对比不同类型的步进电机特点及应用场景。
- 教材章节：第三章“步进电机原理及特性”2. 51单片机控制基础：回顾51单片机的结构、编程基础，学习如何利用51单片机产生脉冲信号，实现对步进电机的控制。
- 教材章节：第二章“51单片机原理与应用”3. 步进电机驱动电路设计：讲解步进电机驱动电路的原理，学习如何搭建驱动电路，连接51单片机与步进电机。
- 教材章节：第四章“步进电机驱动电路设计”4. 步进电机控制程序编写：学习编写控制程序，实现对步进电机的启停、转向、速度调节等基本功能。
- 教材章节：第五章“步进电机控制程序设计”5. 步进电机控制系统实践：分组进行项目实践，设计并实现一个简单的步进电机控制系统，如自动化窗帘、智能小车等。
步进电机课程设计枣庄
步进电机课程设计枣庄一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握步进电机的基本原理、结构特点及其在实际应用中的基本操作方法。
通过本课程的学习，学生应能理解步进电机的工作原理，掌握步进电机的选型、接线和控制方法，具备基本的步进电机故障排除能力。
具体来说，知识目标包括：1.了解步进电机的工作原理和分类。
2.掌握步进电机的性能参数和选型依据。
3.熟悉步进电机的控制方法和应用领域。
技能目标则要求学生能够：1.识别并选择合适的步进电机。
2.正确连接步进电机的电源和控制电路。
3.运用适当的控制策略对步进电机进行控制。
情感态度价值观目标则着重培养学生的创新意识和实践能力，通过小组合作、问题解决等形式，提高学生对步进电机技术的兴趣和热情，增强学生运用科学知识解决实际问题的信心。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括四个部分：1.步进电机的基本原理：介绍步进电机的工作原理、工作特点及其与直流电机、交流电机的区别。
2.步进电机的结构与性能：讲解步进电机的结构组成，性能参数及其意义。
3.步进电机的选型与使用：教授如何根据实际需求选型，步进电机的安装、接线与调试方法。
4.步进电机的控制：介绍步进电机的控制方法，包括单片机控制、PLC控制以及开源控制器控制等。
三、教学方法为了提高教学效果，将采用多种教学方法相结合的方式进行授课：1.讲授法：用于讲解步进电机的基本原理、结构和控制方法。
2.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生更好地理解步进电机的选型和使用。
3.实验法：安排实验室实践活动，让学生亲手操作，加深对步进电机控制的理解。
4.小组讨论法：鼓励学生分组讨论，分享学习心得，培养团队协作能力。
四、教学资源为了支持教学，将准备以下教学资源：1.教材：《步进电机技术与应用》。
2.参考书：收集有关步进电机技术的学术论文、技术手册。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频，以便于学生课后复习。
4.实验设备：准备步进电机及其控制系统，供学生进行实验操作。
步进电机控制的课程设计
步进电机控制的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解步进电机的原理、结构和分类，掌握其工作方式及相关参数。
2. 学生能掌握步进电机控制的基础知识，包括驱动电路的原理和编程控制方法。
3. 学生能了解步进电机在不同应用场景中的选型和使用要点。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的步进电机控制电路，并进行调试。
2. 学生能编写简单的步进电机控制程序，实现电机的精确运动控制。
3. 学生能通过团队合作，解决实际工程问题，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对步进电机控制产生兴趣，激发学习动力，培养自主学习能力。
2. 学生通过课程学习，认识到科技进步对生活的改变，增强社会责任感和创新意识。
3. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通协作，培养良好的团队精神和职业素养。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
课程以实用性为导向，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的动手能力、创新意识和团队合作精神。
通过本课程的学习，为学生后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 步进电机原理及分类：介绍步进电机的结构、工作原理、特点及分类，对应教材第3章。
- 磁阻式步进电机- 永磁式步进电机- 混合式步进电机2. 步进电机驱动电路：讲解步进电机驱动电路的原理、分类及设计方法，对应教材第4章。
- 驱动电路的原理- 驱动电路的分类- 驱动电路的设计方法3. 步进电机编程控制：介绍步进电机的编程控制方法，包括脉冲信号生成、运动控制算法等，对应教材第5章。
- 脉冲信号生成- 运动控制算法- 编程实践案例4. 步进电机应用与选型：分析不同场景下步进电机的应用和选型要点，对应教材第6章。
- 常见应用场景- 步进电机选型要点- 实际应用案例5. 实践环节：安排步进电机控制电路设计、编程控制及调试，对应教材第7章。
- 控制电路设计- 编程与调试- 团队合作实践教学内容按照以上大纲进行安排和进度规划，确保学生能够系统、全面地掌握步进电机控制相关知识，为实际应用奠定基础。
pic步进电机课程设计
pic步进电机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解步进电机的原理与结构，掌握其运行特性。
2. 学生能够运用物理知识，解释步进电机的工作过程，了解其与电路的连接方式。
3. 学生能够掌握步进电机的控制方法，了解其应用领域。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，进行步进电机的选型，设计简单电路。
2. 学生能够通过实际操作，掌握步进电机的调试与维护方法。
3. 学生能够运用步进电机完成特定任务，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对物理学科的兴趣，提高学习积极性。
2. 学生能够认识到步进电机在科技领域的重要作用，增强科技创新意识。
3. 学生能够通过团队协作，培养沟通、合作能力，形成良好的团队精神。
4. 学生能够关注步进电机在现实生活中的应用，提高对科技与生活的认识。
本课程针对高年级学生，结合物理知识与实际操作，以提高学生的理论素养和实践能力为目标。
课程性质为理论实践相结合，注重培养学生的动手操作能力和科技创新意识。
在教学过程中，要求教师关注学生的个体差异，充分调动学生的积极性，引导学生主动探究，确保课程目标的实现。
通过本课程的学习，学生将能够掌握步进电机的基本知识与技能，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构：介绍步进电机的定义、分类、工作原理及结构组成，结合教材相关章节，让学生深入了解步进电机的运行机制。
- 教材章节：第二章《电机与驱动》第三节“步进电机”2. 步进电机运行特性：分析步进电机的运行参数，如步距角、转速、扭矩等，以及影响这些参数的因素。
- 教材章节：第二章《电机与驱动》第四节“步进电机的运行特性”3. 步进电机控制方法：讲解步进电机的控制原理，包括开环控制与闭环控制，以及常见的控制算法。
- 教材章节：第三章《电机控制》第一节“步进电机控制基础”4. 步进电机选型与电路设计：指导学生如何根据实际需求选择合适的步进电机，并进行电路设计。
- 教材章节：第三章《电机控制》第二节“步进电机的选型与应用”5. 步进电机调试与维护：介绍步进电机的调试方法、注意事项以及日常维护保养知识。
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序的瞬间电动机失电，将使用于重力型负载的电动机产生失步。
此外，只有一相绕组通电吸引转子，易在平衡位置附近产生振荡，使运行不可靠。因此，实际应用中很少采用这种运行方式控制步进电动机，一般常用的通电方式为：三相双三拍及三相六拍方式。
如果通电方式为A→AB→B→BC→C→CA→A→……，则称为三相单（双）六拍或三相工作方式。其步距角为1.5°，是三相三拍方式的一半，显然，这有利于位置控制精度的提高。图7-5（a）为A相绕组通电情况，定子绕组切换为A、B相通时，A相定子磁极力图不让转子转动，而保持与其定子齿对齐，而B相定子磁极的电磁，反应力矩图使其顺时针转3°，与B相定子齿对齐，此时各相定、转子的情况如图7-5（c）所示。转子齿与A相、B相定子齿均没对齐，此位置是A相、B相定子合成磁场的最强方向，即转子顺时针方向转动1.5°。
1）Z-80时序脉冲产生程序设计
设输出口为80（H）并认为调用此程序前已初始化，所要求的脉冲数为N。延时子程序，其程序框图如图所示
汇编源程框图如下：
ORG 2000H
SXMC: PUSH AF ;保护现象场
PUSH BC ;
LDA,#NH ;置控制脉冲数的十六进制数
LD B ;
LOOP: LDA; 01 H ;输入第一拍控制码
1949年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。
1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心( MC Machining Center)，使数控装置进入了第二代。
1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。
所示，定子铁心上有6个均匀分布的磁场，沿直径相对的两极上的线圈串联，构成一相励磁绕组。每个定子磁极上均匀分布5个齿，齿槽距相等，步距角为90°。转子铁心上无绕组，其上均匀分布40个齿，齿槽宽度相等，并于定子上的齿宽相等，步距角为360°∕40=9°。三相定子磁极上的齿一次错开1∕3齿距即3°，如图7-5（a）所示。这在结构上保证了步进电动机能够转动起来。当A组绕组通电，不B、C绕组断电时，A相定子磁极的电磁力要使相邻转子齿与其对齐（使磁阻最小），如图7-5（a）所示，B相和C相定、转子错齿分别为1∕3齿距（3°）和2∕3齿距（6°）。当B相绕组通电，A、C绕组断电时，电磁反应力矩使转子顺时针转动3°与B相的定子齿对齐，此时A相、C相的定、转子齿又互相错齿，如图7-5（b）所示。
常用三相步进电机的通电方式：①三相单拍通电顺序为A→B→C
→:三相双三拍通电顺序为AB→BC→CA→:②三相六拍通电顺序A→AB→B→BC→C→CA→按以上方式通电，步进电机正转，按相反方向通电，步进电机反转下面以三相单三拍为例，对时序脉冲输出进行程序设计，并用两种汇编语言编写源程序，设计程序采用程序延时法定时中断法留给读者编写：
由上述看出，三相双三拍和三相六拍工作方式，在状态切换
开环数控系统的驱动与控制设计
时，始终有一相绕组通电，保证了状态切换过程中电动机运行的稳定和可靠。因此，这两种控制方式是实际常采用的。
推而广之，对于四相步进电动机的工作方式有：双四拍：AB→BC→CD→DA→AB……或AB→DA→CD→BC→AB……四相八拍：A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A……或A→AD→D→DC→C→CB→B→BA→A……或AB→ABC→BC→BCD→CD→CDA→DA→DAB→AB……或AB→ABD→DA→DAC→DC→DCB→CB→CBA→AB……。步进电动机的步距角β与相数m，转子齿数Z，通电系数K有关
同理，当定子绕组通电顺序为A→C→B→A……时，则电动机转子就会逆时针方向旋转起来，其步距角仍为60°。
（a）（b）（c）
图7-3三相步进电动机的工作原理
开环数控系统的驱动与控制设计
实际应用中，由于要求步进电动机步距小，因此，其定子、转子做成如图7-4所示的形式。
图7-4三相反应式步进电动机结构原理图
开环数控系统的驱动与控制设计
a）b）c）
图7-5反应式步进电动机工作原理示意图
上述通电方式A→B→C→A……，称为“三相单三拍”分配方式。这里“三相”指三相通电绕组A、B、C“单”指每个状态只有一相绕组通电，“三相”指三次换接为一个循环。“三相单三拍”通电控制方式，由每拍只有一相绕组通电，在通电切换相
磁转矩最大值称为最大静转矩。在静态稳定区内，当外加转矩除去时，转子在电磁转矩作用下，仍能回到稳定平衡点位置。
启动频率Fｑ空载时，步进电动机由静止状态突然启动，并进入不丢步的正常运行状态的最高频率，称为启动频率Fｑ或突调频率。由于步进电动机在启动时，要克服负载力矩与加速力矩，
如果此时加给步进电动机的指令脉冲频率大于启动频率，转子的速度就跟不上定子的磁场速度，出现丢不或振荡现象，随着负载
加大，启动频率会进一步降低
（a）静态转角特性
开环数控系统的驱动与控制设计
（b）矩频特性
（c）指数加减速
图4-8步进电动机的工作特性
当步进电动机启动以后，其运行速度能跟踪指令脉冲频率连续上升而不丢不的最高工作频率，称为连续运行频率Fmax，其特点是它的值远大于启动频率Fｑ。而矩频性描述的是步进电动机连续稳定运行时转矩。一般情况下，随着运行频率的增高，输出力矩下降，到某一频率后，步进电动机的输出力矩以变得很小，带不动负载或受到一个很小的干扰；就产生振荡、失步或停转。因此，动态转矩的大小直接影响步进电动机的动态性能及带负载能力。
在步距角α中其定义是每一拍使步进电动机转子转过的角
度，它就是步进电动机的步距角其公式α=360°/mzk，在式中k为通电系数，当采用单相或双相通电方式时，k=1,当采用单双相轮流通电方式时，k=2；m为步进电动机的相数，z为步进电动机的齿数。在步距误差中它是反映了步进电动机角位移的精度，它
的含义是指空载时实验的步距角与理论的步距角之差，这种误差无法测量和补偿，因而在选用步进电动机时，应分析它对整个伺
3)输入转矩大，可直接带动负载
步进电动机的性能指标有
1、矩角特性与最大静转矩
2、空载起动频率
3、起矩频特性
4、空载运行频率
5、运行矩频特性
第五节步进电动机的控制
步进电动机的控制电路可以采用硬件方式构成，这种情况下，如果需要变动控制功能；则须重新设计硬件电路，因此灵活性差，调整困难，计算机数控技术步进电动机的控制开辟了新的途径。原来由硬件线路实现，这样不但使控制功能增强使电路简化成本降低，而且可靠性也大大提高。
计算机程序控制的方式有三种
1）步进电动机运转控制
2）步进电动机速度控制
3）步进电动机位置控制
开环数控系统的驱动与控制设计
第六节步进电动机的运行控制与程序设计
第一节步进电动机与伺服电机优缺点及性能比较
1、时序脉冲的产生
产生时序脉冲的通常方法是：①用每根输出信号线分别控制步进电动机的每一相绕组；②根据控制方式找出控制方式的数字模型；③按控制模型的顺序向步进电机输入控制脉冲经济型数控系统中，
在步进电动机的有些参数及特性，还与通电方式及驱动电源的性能有关，因此步进电动机通电方式及驱动装置的选择是发
开环数控系统的驱动与控制设计
挥步进电动机性能的关键。
第四节步进电动机的主要性能指标
步进电动机在实际使用中，对基本的要求为：
1)能够迅速启动，正反转，停转及在很广的范围内进行转速调节
2)加工精确高，运转过程中不得丢步
60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统制设计
数控系统(简称CNC)，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。
1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称MNC)，这是第五代数控系统。
其关系式为：β=360°∕mzk式中，当k>1时，相邻两次通电相
数一样：当K=2时，相邻两次通电相数不一样。
由于步进电动机选型及工作方式确定后，其步距角β是确定
所以步进电动机的转速n，只决定于输入的指令脉冲频率f的大小，即n=βХ60f∕360=60f∕mzk。
第三节步进电动机的主要参数及特性
在步进电动机中包括的参数有步距角、步距误差、静态距角特性、启动频率、连续运行频率Fmax和矩频率特性与动态转矩。
OUTC 80H,A ;
开环数控系统的驱动与控制设计
CALL YANS ;调延时子程序
20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。
20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种方式系统维护方便，易于实现网络化制造。在我们此题中研究的对象是开环伺服系统，也就是步进伺服电动机.按照伺服系统来划分可分为开环、半闭环、闭环三大类步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成成相应的角位移的执行器.开环系统控制图如下：
开环数控系统的驱动与控制设计
图7-2定、转子不同位置时的磁力线路径
a）θ=0°b）转动θ角时c）θ=90°时
步进电动机原理的实例
为说明步进电动机的工作原理，图7-3出了一个简单的步进电动机结构。其定子上分布有六个齿极装有一相励磁绕组，构成三相绕组。当绕组通电，B、C绕组断电时，为保证磁力线路径的磁阻最小，转子的位置应如图7-3（c）所示。同理，当B绕组通电，A、C绕组断电时，转子的位置如图7-3（b）所示的通电顺序为A→B→C→A……时，步进电动机将按顺时针方向旋转。没换一个状态，转子转动一固定角度60°，称为步进电动机的步距角。
.
开环数控系统的驱动与控制设计
此外，只有一相绕组通电吸引转子，易在平衡位置附近产生振荡，使运行不可靠。因此，实际应用中很少采用这种运行方式控制步进电动机，一般常用的通电方式为：三相双三拍及三相六拍方式。
如果通电方式为A→AB→B→BC→C→CA→A→……，则称为三相单（双）六拍或三相工作方式。其步距角为1.5°，是三相三拍方式的一半，显然，这有利于位置控制精度的提高。图7-5（a）为A相绕组通电情况，定子绕组切换为A、B相通时，A相定子磁极力图不让转子转动，而保持与其定子齿对齐，而B相定子磁极的电磁，反应力矩图使其顺时针转3°，与B相定子齿对齐，此时各相定、转子的情况如图7-5（c）所示。转子齿与A相、B相定子齿均没对齐，此位置是A相、B相定子合成磁场的最强方向，即转子顺时针方向转动1.5°。
1）Z-80时序脉冲产生程序设计
设输出口为80（H）并认为调用此程序前已初始化，所要求的脉冲数为N。延时子程序，其程序框图如图所示
汇编源程框图如下：
ORG 2000H
SXMC: PUSH AF ;保护现象场
PUSH BC ;
LDA,#NH ;置控制脉冲数的十六进制数
LD B ;
LOOP: LDA; 01 H ;输入第一拍控制码
1949年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。
1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心( MC Machining Center)，使数控装置进入了第二代。
1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。
所示，定子铁心上有6个均匀分布的磁场，沿直径相对的两极上的线圈串联，构成一相励磁绕组。每个定子磁极上均匀分布5个齿，齿槽距相等，步距角为90°。转子铁心上无绕组，其上均匀分布40个齿，齿槽宽度相等，并于定子上的齿宽相等，步距角为360°∕40=9°。三相定子磁极上的齿一次错开1∕3齿距即3°，如图7-5（a）所示。这在结构上保证了步进电动机能够转动起来。当A组绕组通电，不B、C绕组断电时，A相定子磁极的电磁力要使相邻转子齿与其对齐（使磁阻最小），如图7-5（a）所示，B相和C相定、转子错齿分别为1∕3齿距（3°）和2∕3齿距（6°）。当B相绕组通电，A、C绕组断电时，电磁反应力矩使转子顺时针转动3°与B相的定子齿对齐，此时A相、C相的定、转子齿又互相错齿，如图7-5（b）所示。
常用三相步进电机的通电方式：①三相单拍通电顺序为A→B→C
→:三相双三拍通电顺序为AB→BC→CA→:②三相六拍通电顺序A→AB→B→BC→C→CA→按以上方式通电，步进电机正转，按相反方向通电，步进电机反转下面以三相单三拍为例，对时序脉冲输出进行程序设计，并用两种汇编语言编写源程序，设计程序采用程序延时法定时中断法留给读者编写：
由上述看出，三相双三拍和三相六拍工作方式，在状态切换
开环数控系统的驱动与控制设计
时，始终有一相绕组通电，保证了状态切换过程中电动机运行的稳定和可靠。因此，这两种控制方式是实际常采用的。
推而广之，对于四相步进电动机的工作方式有：双四拍：AB→BC→CD→DA→AB……或AB→DA→CD→BC→AB……四相八拍：A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A……或A→AD→D→DC→C→CB→B→BA→A……或AB→ABC→BC→BCD→CD→CDA→DA→DAB→AB……或AB→ABD→DA→DAC→DC→DCB→CB→CBA→AB……。步进电动机的步距角β与相数m，转子齿数Z，通电系数K有关
同理，当定子绕组通电顺序为A→C→B→A……时，则电动机转子就会逆时针方向旋转起来，其步距角仍为60°。
（a）（b）（c）
图7-3三相步进电动机的工作原理
开环数控系统的驱动与控制设计
实际应用中，由于要求步进电动机步距小，因此，其定子、转子做成如图7-4所示的形式。
图7-4三相反应式步进电动机结构原理图
开环数控系统的驱动与控制设计
a）b）c）
图7-5反应式步进电动机工作原理示意图
上述通电方式A→B→C→A……，称为“三相单三拍”分配方式。这里“三相”指三相通电绕组A、B、C“单”指每个状态只有一相绕组通电，“三相”指三次换接为一个循环。“三相单三拍”通电控制方式，由每拍只有一相绕组通电，在通电切换相
磁转矩最大值称为最大静转矩。在静态稳定区内，当外加转矩除去时，转子在电磁转矩作用下，仍能回到稳定平衡点位置。
启动频率Fｑ空载时，步进电动机由静止状态突然启动，并进入不丢步的正常运行状态的最高频率，称为启动频率Fｑ或突调频率。由于步进电动机在启动时，要克服负载力矩与加速力矩，
如果此时加给步进电动机的指令脉冲频率大于启动频率，转子的速度就跟不上定子的磁场速度，出现丢不或振荡现象，随着负载
加大，启动频率会进一步降低
（a）静态转角特性
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（b）矩频特性
（c）指数加减速
图4-8步进电动机的工作特性
当步进电动机启动以后，其运行速度能跟踪指令脉冲频率连续上升而不丢不的最高工作频率，称为连续运行频率Fmax，其特点是它的值远大于启动频率Fｑ。而矩频性描述的是步进电动机连续稳定运行时转矩。一般情况下，随着运行频率的增高，输出力矩下降，到某一频率后，步进电动机的输出力矩以变得很小，带不动负载或受到一个很小的干扰；就产生振荡、失步或停转。因此，动态转矩的大小直接影响步进电动机的动态性能及带负载能力。
在步距角α中其定义是每一拍使步进电动机转子转过的角
度，它就是步进电动机的步距角其公式α=360°/mzk，在式中k为通电系数，当采用单相或双相通电方式时，k=1,当采用单双相轮流通电方式时，k=2；m为步进电动机的相数，z为步进电动机的齿数。在步距误差中它是反映了步进电动机角位移的精度，它
的含义是指空载时实验的步距角与理论的步距角之差，这种误差无法测量和补偿，因而在选用步进电动机时，应分析它对整个伺
3)输入转矩大，可直接带动负载
步进电动机的性能指标有
1、矩角特性与最大静转矩
2、空载起动频率
3、起矩频特性
4、空载运行频率
5、运行矩频特性
第五节步进电动机的控制
步进电动机的控制电路可以采用硬件方式构成，这种情况下，如果需要变动控制功能；则须重新设计硬件电路，因此灵活性差，调整困难，计算机数控技术步进电动机的控制开辟了新的途径。原来由硬件线路实现，这样不但使控制功能增强使电路简化成本降低，而且可靠性也大大提高。
计算机程序控制的方式有三种
1）步进电动机运转控制
2）步进电动机速度控制
3）步进电动机位置控制
开环数控系统的驱动与控制设计
第六节步进电动机的运行控制与程序设计
第一节步进电动机与伺服电机优缺点及性能比较
1、时序脉冲的产生
产生时序脉冲的通常方法是：①用每根输出信号线分别控制步进电动机的每一相绕组；②根据控制方式找出控制方式的数字模型；③按控制模型的顺序向步进电机输入控制脉冲经济型数控系统中，
在步进电动机的有些参数及特性，还与通电方式及驱动电源的性能有关，因此步进电动机通电方式及驱动装置的选择是发
开环数控系统的驱动与控制设计
挥步进电动机性能的关键。
第四节步进电动机的主要性能指标
步进电动机在实际使用中，对基本的要求为：
1)能够迅速启动，正反转，停转及在很广的范围内进行转速调节
2)加工精确高，运转过程中不得丢步
60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统制设计
数控系统(简称CNC)，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。
1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称MNC)，这是第五代数控系统。
其关系式为：β=360°∕mzk式中，当k>1时，相邻两次通电相
数一样：当K=2时，相邻两次通电相数不一样。
由于步进电动机选型及工作方式确定后，其步距角β是确定
所以步进电动机的转速n，只决定于输入的指令脉冲频率f的大小，即n=βХ60f∕360=60f∕mzk。
第三节步进电动机的主要参数及特性
在步进电动机中包括的参数有步距角、步距误差、静态距角特性、启动频率、连续运行频率Fmax和矩频率特性与动态转矩。
OUTC 80H,A ;
开环数控系统的驱动与控制设计
CALL YANS ;调延时子程序
20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。
20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种方式系统维护方便，易于实现网络化制造。在我们此题中研究的对象是开环伺服系统，也就是步进伺服电动机.按照伺服系统来划分可分为开环、半闭环、闭环三大类步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成成相应的角位移的执行器.开环系统控制图如下：
开环数控系统的驱动与控制设计
图7-2定、转子不同位置时的磁力线路径
a）θ=0°b）转动θ角时c）θ=90°时
步进电动机原理的实例
为说明步进电动机的工作原理，图7-3出了一个简单的步进电动机结构。其定子上分布有六个齿极装有一相励磁绕组，构成三相绕组。当绕组通电，B、C绕组断电时，为保证磁力线路径的磁阻最小，转子的位置应如图7-3（c）所示。同理，当B绕组通电，A、C绕组断电时，转子的位置如图7-3（b）所示的通电顺序为A→B→C→A……时，步进电动机将按顺时针方向旋转。没换一个状态，转子转动一固定角度60°，称为步进电动机的步距角。
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开环数控系统的驱动与控制设计