步进电机角度控制(1)
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步进电机的细分控制
步进电机的细分控制是指通过对电机的控制信号进行细分,使电机的转动角度变得更精确。
通常情况下,步进电机有固定的步距角度,比如1.8度、0.9度等。
但通过细分控制,可以将
这个步距角度进一步细分,从而实现更精确的控制。
细分控制常用的方法是使用微步驱动器。
微步驱动器可以将电机的控制信号进行细分,使电机能够以更小的步距角度运动。
常见的微步数有2、4、8、16、32、64等。
例如,如果一个步进电机的步距角度为1.8度,通过设置微步数为16,就可以将每个步进分为16个微步,从而实现步距角度为0.1125度的细
分控制。
细分控制可以提高步进电机的精度和平滑性,减小震动和噪音。
但同时也增加了系统的复杂性和控制难度。
细分控制还可以实现步进电机的微调和精确定位,适用于需要高精度的应用场合,如3D打印机、数控机床和精密仪器等。
需要注意的是,细分控制会增加步进电机的功耗和热量产生,需要考虑电机和驱动器的散热问题。
此外,选择合适的驱动器和控制方式也是细分控制的关键,不同的电机和应用场景可能需要不同的控制方法和参数设置。
步进电机控制方法步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的执行器,广泛应用于打印机、数控机床、纺织机械、包装设备等自动控制系统中。
步进电机控制方法的选择对于系统的性能和稳定性具有重要影响,下面将介绍几种常见的步进电机控制方法。
1. 开环控制。
开环控制是最简单的步进电机控制方法之一,通过给步进电机施加一定的脉冲信号来控制其旋转角度。
这种方法简单直接,但无法对步进电机的运动状态进行实时监测和调整,容易出现失步现象,适用于对精度要求不高的场合。
2. 半闭环控制。
半闭环控制是在开环控制的基础上增加了位置传感器反馈的控制方法。
通过位置传感器实时监测步进电机的位置,将反馈信息与设定值进行比较,从而实现对步进电机位置的闭环控制。
这种方法相比于开环控制能够更好地提高系统的稳定性和精度,但仍然存在一定的失步风险。
3. 闭环控制。
闭环控制是最为精确的步进电机控制方法,通过在步进电机上增加编码器等位置传感器,实时反馈步进电机的位置信息,并对其进行精确控制。
闭环控制能够及时调整步进电机的运动状态,减小失步风险,提高系统的稳定性和精度,适用于对位置精度要求较高的场合。
4. 微步进控制。
微步进控制是一种通过改变步进电机相序激励方式,使步进电机在每个步距内分成多个微步距的控制方法。
微步进控制能够提高步进电机的分辨率,减小振动和噪音,提高系统的平稳性和精度,适用于对步进电机运动要求较高的场合。
总结。
在实际应用中,步进电机控制方法的选择应根据具体的控制要求和系统性能需求来确定。
不同的控制方法各有特点,开环控制简单直接,但精度较低;半闭环控制提高了系统的稳定性和精度,但仍存在失步风险;闭环控制精度最高,但成本较高。
微步进控制能够提高步进电机的平稳性和分辨率,但相应的控制电路较为复杂。
因此,在选择步进电机控制方法时,需要综合考虑系统的实际需求和成本因素,选择最合适的控制方法来实现系统的稳定运行和高精度控制。
步进电机角度控制设计教程步进电机是一种常用的电动机,它的运动可以被精确地控制。
步进电机的角度控制设计是指如何精确地控制电机的旋转角度。
本教程将介绍步进电机角度控制的基本原理和设计方法。
一、步进电机的基本原理步进电机由定子和转子组成,定子由电磁线圈组成,转子上有几个磁性极对。
当电流通过定子线圈时,会产生磁场,与磁性极对相互作用,从而引起转子的运动。
步进电机的运动分为两种模式:全步进和半步进。
全步进模式下,电机每次运动一个步距角度,而半步进模式下,电机每次运动一半步距角度。
根据需要,可以选择使用全步进模式或半步进模式。
二、步进电机角度控制设计方法1.确定步距角度首先,要确定所需的步距角度。
步进电机一般有1.8度、0.9度或0.45度等常见步距角度。
根据应用需要,选择合适的步距角度。
2.驱动电路设计步进电机需要一个驱动电路来控制电流的大小和方向,以实现精确的角度控制。
常用的驱动电路有单相和双相驱动电路。
单相驱动电路适合全步进模式,双相驱动电路适合半步进模式。
驱动电路一般由功率电路和控制电路组成。
功率电路负责控制电流的大小和方向,控制电路负责接收控制信号并产生相应的驱动信号。
3.控制信号设计控制信号是控制步进电机运动的关键。
通常使用微控制器或其他控制器来产生控制信号。
控制信号的频率和波形决定了电机的运动方式。
在全步进模式下,控制信号的频率应为电机的旋转频率,控制信号的波形为方波。
在半步进模式下,控制信号的频率是全步进模式的一半,控制信号的波形为方波和脉冲。
4.位置检测和反馈控制为了实现精确的角度控制,通常需要在步进电机上添加位置检测和反馈控制。
位置检测可以使用光电编码器、磁编码器等位置传感器实现,反馈控制可以根据位置检测结果对控制信号进行调整。
三、步进电机角度控制实例下面以一个步进电机角度控制实例来说明设计方法的具体步骤。
假设需要控制一个1.8度步距角度的步进电机,使用双相驱动电路和微控制器产生控制信号。
步进电机调试驱动器设置与步进角度调整步进电机是一种常用的电机类型,广泛应用于各种自动化设备和机械系统中。
在使用步进电机时,我们需要进行步进电机的调试、驱动器设置以及步进角度的调整。
本文将详细介绍这些方面的内容以及相应的操作步骤。
一、步进电机调试步进电机调试是为了确保电机正常工作,并且能够按照要求准确地运动。
步进电机调试的主要步骤如下:1. 连接电机和驱动器:根据电机和驱动器的接线图,将步进电机与驱动器正确连接。
2. 设置驱动器参数:根据步进电机和驱动器的规格参数,对驱动器的一些参数进行设置。
如电流、细分、加速度等。
3. 调试控制信号:连接控制器和驱动器,通过控制信号来控制步进电机的运动。
4. 运动测试:通过控制器发送指令,检查步进电机是否按照预期进行旋转或运动。
5. 调整参数:根据测试结果,逐步调整驱动器的参数,直至步进电机能够稳定工作。
二、驱动器设置驱动器是控制步进电机运动的关键设备,正确的驱动器设置可以确保步进电机的正常运行。
下面是一些常见的驱动器设置内容:1. 电流设置:根据步进电机的额定电流和电机负载的情况,设置驱动器的电流。
过大的电流会导致电机发热,过小的电流则会导致电机无法正常运转。
2. 细分设置:细分是指将电机的旋转角度分为若干小份,使电机的运动更加平滑。
根据应用的要求,设置驱动器的细分参数,一般细分设置越大,电机的分辨率越高,但是会增加驱动器的计算和处理压力。
3. 加速度设置:根据步进电机的工作环境和应用要求,设置驱动器的加速度参数。
加速度设置的好坏直接影响到电机的运动质量,合理的加速度能够提高步进电机的定位精度和运动速度。
4. 步进角度设置:步进电机的步进角度是电机一次运动所转过的角度。
根据步进电机的型号和应用需求,设置驱动器的步进角度参数。
步进角度设置不当会导致电机无法准确运动或者定位失效。
三、步进角度调整步进电机的步进角度是其最基本的特性之一,一旦步进角度设置不准确,将会影响到电机的运动和定位。
课程设计课程名称微型计算机控制技术题目名称步进电机角度控制(1)学生学院自动化学院专业班级自动化(4)班学号学生姓名指导教师2012 年 6 月26 日一、系统设计说明1.硬件设计本次设计要求通过键盘按键实现对步进电机的转动次数和每次转动的角度的控制,并通过数码管显示出来。
本方案中通过按键对步进电机的转动角度进行设定,给各个按键设置不同的键值。
按下按键时,给8255A一个信号设定步进电机下一步的动作。
8086通过8255A的数据总线读取该信号,并作出反应,通过给8255A一系列的指令驱动其工作,从而驱动步进电机和LED 显示器2.软件设计显示模块设计说明:为使显示程序具有通用性和灵活性,在8086内设置一个显示缓冲区,显示缓冲区的每个单元与LED的各位一一对应。
当主程序需要显示,只需将要显示的字符送入显示缓冲区,然后调用显示子程序。
显示子程序的任务则是逐一取出显示缓冲区中的字符、查字形表转换成相应字型码,然后通过字段口输出显示。
显示模块是用四位七段数码管来显示转动次数和每次转动的角度。
给八个按键设置不同的子程序,当按下按键时,根据事先设定好的各个按键对应的转动角度的值输出到数码管进行显示。
步进电机模块设计说明:在此设计中,采用的是八拍步进电机。
步进电机控制程序就是完成环形分配器的任务,从而控制电动机的转动,以达到控制转动角度和位移的目的。
控制模型可以以立即数的形式一一给出。
对于步进电机模块的程序设计采用循环程序设计方法。
先把转动的次数和角度的控制模型存放在内存单元中,然后再逐一从单元中取出控制模块并输出。
首先启动,按下按键选择步进电机的角度,然后读入转动的控制模型驱动步进电机转动。
二、程序设计流程图开始是否按键实现键的功能数码显示结束三、心得体会这是大学最后一次的单片机课程设计了,这一次我抽到的是86,用C语言去设计的。
从中我发现相对汇编语言,C语言有很多优点。
经过不断地去编程加载,我复习了C语言编程,同时懂得如何在单片机上实现C语言编程。
步进电机控制方法步进电机是一种常见的电动执行器,广泛应用于各个领域的控制系统中。
它具有结构简单、控制方便、定位精度高等优点,是现代自动化控制系统中必不可少的重要组成部分。
本文将从基本原理、控制方法、应用案例等方面对步进电机进行详细介绍。
1. 基本原理步进电机是一种通过输入控制信号使电机转动一个固定角度的电机。
其基本原理是借助于电磁原理,通过交替激励电机的不同线圈,使电机以一个固定的步距旋转。
步进电机通常由定子和转子两部分组成,定子上布置有若干个线圈,而转子则包含若干个极对磁体。
2. 控制方法步进电机的控制方法主要包括开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指根据既定的输入信号频率和相位来驱动电机,控制电机旋转到所需位置。
这种方法简单直接,但存在定位误差和系统响应不稳定的问题。
闭环控制则是在开环控制的基础上,增加了位置反馈系统,通过不断校正电机的实际位置来实现更精确的控制。
闭环控制方法相对复杂,但可以提高系统的定位精度和响应速度。
3. 控制算法控制步进电机的常用算法有两种,一种是全步进算法,另一种是半步进算法。
全步进算法是指将电流逐个向电机的不同线圈通入,使其按照固定的步长旋转。
而半步进算法则是将电流逐渐增加或减小,使电机能够以更小的步长进行旋转。
半步进算法相对全步进算法而言,可以实现更高的旋转精度和更平滑的运动。
4. 应用案例步进电机广泛应用于各个领域的控制系统中。
例如,在机械领域中,步进电机被用于驱动数控机床、3D打印机等设备,实现精确的定位和运动控制。
在医疗设备领域,步进电机被应用于手术机器人、影像设备等,为医疗操作提供准确定位和精确运动。
此外,步进电机还广泛应用于家用电器、汽车控制、航空航天等领域。
总结:步进电机作为一种常见的电动执行器,具有结构简单、控制方便、定位精度高等优点,在自动化控制系统中扮演着重要的角色。
通过本文的介绍,我们了解到步进电机的基本原理、控制方法、算法以及应用案例等方面的知识。
课程设计课程名称微型计算机控制技术题目名称步进电机角度控制(1)学生学院自动化学院专业班级自动化(4)班学号学生姓名指导教师2012 年 6 月26 日一、系统设计说明1.硬件设计本次设计要求通过键盘按键实现对步进电机的转动次数和每次转动的角度的控制,并通过数码管显示出来。
本方案中通过按键对步进电机的转动角度进行设定,给各个按键设置不同的键值。
按下按键时,给8255A一个信号设定步进电机下一步的动作。
8086通过8255A的数据总线读取该信号,并作出反应,通过给8255A一系列的指令驱动其工作,从而驱动步进电机和LED 显示器2.软件设计显示模块设计说明:为使显示程序具有通用性和灵活性,在8086内设置一个显示缓冲区,显示缓冲区的每个单元与LED的各位一一对应。
当主程序需要显示,只需将要显示的字符送入显示缓冲区,然后调用显示子程序。
显示子程序的任务则是逐一取出显示缓冲区中的字符、查字形表转换成相应字型码,然后通过字段口输出显示。
显示模块是用四位七段数码管来显示转动次数和每次转动的角度。
给八个按键设置不同的子程序,当按下按键时,根据事先设定好的各个按键对应的转动角度的值输出到数码管进行显示。
步进电机模块设计说明:在此设计中,采用的是八拍步进电机。
步进电机控制程序就是完成环形分配器的任务,从而控制电动机的转动,以达到控制转动角度和位移的目的。
控制模型可以以立即数的形式一一给出。
对于步进电机模块的程序设计采用循环程序设计方法。
先把转动的次数和角度的控制模型存放在内存单元中,然后再逐一从单元中取出控制模块并输出。
首先启动,按下按键选择步进电机的角度,然后读入转动的控制模型驱动步进电机转动。
二、程序设计流程图开始是否按键实现键的功能数码显示结束三、心得体会这是大学最后一次的单片机课程设计了,这一次我抽到的是86,用C语言去设计的。
从中我发现相对汇编语言,C语言有很多优点。
经过不断地去编程加载,我复习了C语言编程,同时懂得如何在单片机上实现C语言编程。
数码管,键盘和异步电动机,是三个不一样的模块,从实现的过程中,巩固了很多知识。
最重要的是,发现问题,去寻找问题的缘由,从而解决。
四、主要参考文献《计算机控制技术实验指导书》,李传芳等编。
《51单片机C语言教程》,郭天祥等编。
电子工业出版社。
《微型计算机原理及应用》,何小敏等编。
机械工业出版社。
任务一:编程控制步进电机,顺时针方向行走180度(角度显示在七段LED上)3秒后行走45度(显示角度)3秒后行走90度(显示角度)3秒后再次进入循环。
程序代码:STACK SEGMENT STACKDW 256 DUP(?) STACK ENDSDA TA SEGMENTTABLE1 DB 10H,30H,20H,60H,40H,0C0H,80H,90H DA TA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA START:MOV AX,DATAMOV DS,AXMAIN: MOV AL,81H,OUT 63H,ALMOV AH,30HMOV BX,0FF00HMOV DX,01HCALL DISPA0: MOV CX,0008HMOV SI,OFFSET TABLE1A1: MOV AL,[SI]OUT 60H,ALCALL DALL YINC SIDEC AHJNZ L1CALL DALLCMP BX,0FFHJNZ AMOV AH,30HXOR BX,0FFFFHMOV DX,01HJMP L1A: CMP BX,OFFOOHJNZ A8MOV AH,0CHXOR BX,0FF00HMOV DX,02HCALL DISPJMP L1A8: MOV AH,18HXOR BX,0FFHMOV DX,03HCALL DISPL1: LOOP A1JMP A0DISP: CMP DX,01HJNZ D1MOV AL,0EFHOUT 62H,ALMOV AL,0FCHOUT 61H,ALCALL TIMEMOV AL,0DFHOUT 62H,ALMOV AL,0FEHOUT 61H,ALCALL TIMEMOV AL,0BFHOUT 62H,ALMOV AL,60HOUT 61H,ALCALL TIMERETD1: CMP DX,02HJNZ D2MOV AL,0EFHOUT 62H,ALMOV AL,0B6HOUT 61H,ALCALL TIMEMOV AL,0DFHOUT 62H,ALMOV AL,66HOUT 61H,ALCALL TIMERETD2: MOV AL,0FEHOUT 62H,ALMOV AL,0FCHOUT 61H,ALCALL TIMEMOV AL,0DFHOUT 62H,ALMOV AL,0F6HOUT 61H,ALCALL TIMERETTIME: PUSH AXPUSH CX TIME1: MOV AX,0010H TIME2 : DEC AXJNZ TIME2LOOP TIME1POP CXPOP AXRETDALL Y: PUSH CXMOV CX,0100HA4: PUSH AXPOP AXLOOP A4POP CXRETDALL Y1: PUSH AXPUSH CXMOV CX,0002HT1: MOV AX,0010HT2: DEC AXJNZ T2LOOP T1POP CXPOP AXRETDALL: PUSH CXPUSH AXMOV CX,0300HA6: MOV AX,056CHA7: DEC AXCALL DISPJNZ A7LOOP A6POP AXPOP CXRETCODE ENDSEND START任务二:完成A/D转换实验并把转换结果显示在七段LED上显示出来。
程序代码:STACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACK ENDSDA TA SEGMENTTAB1 DB 0FCH,60H,0DAH,0F2H,66H,0B6H,0BE H,0FEH,0F6H,0EFH,3EH,9CH,7AH,9EH, 8EHDA TA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DA TA START:MOV AX,DATAMOV DS,ALOUT 00H,ALCALL DALL YIN AL,00HMOV BX,OFFSET TAB1PUSH AXMOV AL,80HOUT 63H,ALPOP AXPUSH AXAND AX,000FHADD BX,AXMOV AL,[BX]OUT 61H,ALMOV AL,0FEHOUT 62H,ALCALL TIMEMOV AL,0FFHOUT 62H,ALPOP AXMOV BX,OFFSET TAB1PUSH AXAND AX,00F0HSHR AL,4ADD BX,AXMOV AL,[BX]OUT 61H,ALMOV AL,0DFHOUT 62H,ALCALL TIMEMOV AL,0FFHOUT 62H,ALPOP AXJMP STARTTIME: PUSH AXPUSH CXMOV CX,0020HT1: MOV AX,0030HT2: DEC AXJNZ T2LOOP T1POP CXPOP AXRETDALL Y: PUSH CXPUSH AXMOV CX,0004HA5: MOV AX,005CHA6: DEC AXJNZ A6LOOP A5POP AXPOP CXRETCODE ENDSEND START任务三:实现:(1)定义键盘按键:3个功能键:设置SET、清零CLR,开始START;(2)显示器上三位显示每次行走的角度;(3)通过键盘按键,设置步进电机行走的最大角度值:按SET键后,使用键盘设置角度,再按一次START置入;按CLR清零返回原位。
(4)转动电位器启动步进电机跟随转动,到位后停止;电位器回原位步进电机也回原位。
步进电机角度能显示分辨率为15度。
程序代码:#include<conio.h>#define pa 0x60#define pb 0x61#define pc 0x62#define com 0x63#define uint unsigned int#define uchar unsigned charucharduan[]={0xfc,0x60,0xf2,0x66,0xb6,0xbe, 0xe0,0xfe,0xf6,0xef,0x3e,0x9c,0x7a,0x9 e,0x8e}uchar wei[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; ucharmoto[]={0x90,0x80,0xc0,0x40,0x60,0x2 0,0x30,0x10};uchar buff[]={0,0,0,0};int flag=1;int dushu,max=0;V oid delay(int t){Int a,b;For(a=t;a>0;a--)For(b=110; b>0:b--);}V oid dis(int a,int b,int c,int d){Outp(pc,wei[3]);Outp(pb,duan[a]);Depaly(15)Outp(pc,wei[2]);Outp(pb,duan[b]);Depaly(15)Outp(pc,wei[1]);Outp(pb,duan[c]);Depaly(15)Outp(pc,wei[0]);Outp(pb,duan[d]);Depaly(15)}V oid keyscan1(){Uchar temp,i;Outp(pc,0x7f); Temp=inp(pc);Temp=temp&0x0c;If(temp==0x08){dushu=1;Buff[0]=buff[0]+1;If(buff[0]>9){buff[0]=0;} }If(temp==0x04){dushu=5;Buff[1]=buff[1]+1;If(buff[1]>9){buff[1]=0;}}Outp(pc,0xbf);Temp=inp(pc);If(temp==0x88){dushu=2;flag=3;}If(temp==0x04){dushu=6;Buff[2]=buff[2]+1;If(buff[2]>9){buff[2]=0;}}Outp(pc,0xdf);Temp=inp(pc);Temp=temp&0x0c;If(temp==0x08){dushu=3;}If(temp==0x04){dushu=7;flag=1;}Outp(pc,0xef);Temp=inp(pc);Temp=temp&0x0c;If(temp==0x08){dushu=4;flag=2;}If(temp==0x04){dushu=8;Buff[3]=buff[3]+1;If(buff[3]>9){buff[3]=0;}} delay(150);}V oid keyscan(){Uchar temp;Outp(pc,0x00);Temp=inp(pc);Temp=temp&0x0c;If(temp!=0x0c){delay(2);If (temp!=0x0c)Keyscan1();}}V oid main(){signed int y=0,step=0,x,dian,i;Uchar temp;Outp(com,0x81);While(1){Keyscan();If(flag==1){dis(buff[3],buff[2],buff[1],buff[0]);}If(flag==2){buff[0]=0;buff[1]=0;,buff[2]=0;buff[3]= 0;max=0;If(y>0){If(step==8){step=0;}For(i=4;i>0;i--)(outp(pa,moto[8-step]);Step++;Delay(10);}Y=y-15;}Dis(0,0,0,0);}If(flag==3){outp(com,0x81);Outp(0x00,1)Doam=inp(0x00);Max=buff[0]+buff[1]*10+buff[2]*100+b uff[3]*1000;X=max/15*dian/255*15;If(x>y){If(step==8){step=0;}For(i=4;i>0;i--){Outp(pa,moto[step]); Step++;Delay(10);}Y=y+15;}If((y-x)>0){If(step==8){step=0;}For(i=4;i>0;i--){Outp(pa,moto[8-step]);Step++Delay(10);}Y=y-15;}For(i=5;i>0;i--){dis(x/1000,x%1000/100,x%100/10,x%1 0);}}}}实验心得:这个实训非常需要耐性和细心,只要你一个不小心,出现一个错误,你就麻烦了。