机械设计制造及其自动化专业实验
——机电控制实验
运动控制卡应用实验
实验指导书
重庆理工大学
机械工程学院
实践教学及技能培训中心
2014年1月
学生实验守则
1．学生应按照实验教学计划和约定的时间，准时上实验课，不得迟到早退。
2．实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。
3．进入实验室必须遵守实验室的规章制度。不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。
4．做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，服从实验教师和技术人员指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。
5．实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。
6．实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。
7．实验完毕，应主动清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。
8．实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定时间内交指导教师批改。
9．在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、器皿、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。
10．凡违反操作规程，擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按学院有关规定予以赔偿。
重庆理工大学
说明
1.同学可以登录学校的“实验选课系统”（从学校首页登陆：或从数字
校园登录），自己进行实验项目的选择。希望同学们能在每个实验项目开放的时间内尽早进行实验预约（预约时间必须比实验上课时间提前3天），因为学生数量比较多，如果某实验项目开放的时间内同学未能进行实验预约，则错过该实验项目的实验机会，补做就要在该实验项目下一次开放时进行。
2.如有什么问题，同学可以拨打电话62563127联系张君老师。
运动控制器应用实验
一．实验学时：4H
二．实验目的
1．掌握MPC2810运动控制卡对步进电机的控制及其工作原理
2．熟悉步进电机控制器一维工作台的工作原理及使用方法
3．熟悉一维控制系统的结构组成
4．掌握VB编程方法，熟练使用VB进行运动轨迹的编程
5．通过本实验提高学生对自动化控制的熟悉和了解,锻炼同学的动手和实践能力
三．实验简介
(一)步进电机概述：
1、步进电机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的机电执行元件。当有脉冲信号输入时，步进电机就一步一步的转动，每个输入脉冲对应电机的一个固定转角（步距角），故称为步进电机。步进电机属于同步电机，多数情况用做开环控制电机，其控制简单，工作可靠，能够得到较高的精度。它是唯一能够以开环结构用于数控机床的电动机。
2、步进电机按其励磁相数可分为三相、四相、五相、六相等；按其工作原理可分为反应式、永磁式和混合式三大类。
3、步进电机的基本特点：
〈1〉步进电机受电脉冲信号的控制。每输入一个脉冲信号，就变换一次绕组的通电状态，电机就相应的转动一步，因此电机的总回转角与输入脉冲个数严格成正比关系，电机的转速则正比于输入脉冲的频率。改变步进电机的定子绕组的通电顺序，可以获得所需要的转向。改变输入脉冲频率，则可以得到所需要的转速（注意：不能超出步进电机的极限频率）。
〈2〉当步进电机脉冲输入停止时，只要维持绕组的激励电流不变，电机保持在原固定位置上，因此可以获得较高的定位精度，不需要安装机械制动装置从而达到精确制动。
〈3〉误差不长期积累，转角精度高。由于每转过360°后，转子的累积误差为零，转角精度较高。〈4〉反映时间快。
〈5〉缺点：步进电机的效率低，没有过载能力。
4、步距角的大小和通电方式、转子齿数、定子励磁绕组的相数的关系：（本实验α=1.8°）
α=360°/mZK
m——步进电机的相数；
Z——转子齿数；
K——通电方式系数。
相邻两次通电，相的数目相同K=1；相邻两次通电，相的数目不同K=2。
5、步进电机驱动器：
DMD402、DMD402A 是乐创公司研发的步进电机细分驱动器，它们具有高性能、低价格的特点，适合驱动两相或四相混合式步进电机。由于采用新型的双极性恒流斩波驱动技术，使用同样的电机时可以比其它驱动方式输出更大的功率。其细分功能使步进电机低频振动减小，噪声降低，同时有助于运转精度提高。一个完整的步进电机控制系统应含有步进电机、步进驱动器、供电电源以及控制器（脉冲源）。以下是一典型系统控制连线图。详细应用说明请参看
《DMD402/DMD402A使用手册》。
信 号 功 能
Pul
Pul+/Pul- 脉冲信号：此光隔输入端导通一次驱动电机一次步进，步进量取决于细分数设置。
Dir
Dir+/Dir- 方向信号：此光隔输入端用于改变电机的转向，实际转向还取决于电机绕组的联接情况。
Com 光隔电源：+5VDC 为各光隔输入端提供电流，也可用更高的电源电压，但应采取限流措施使流过光隔的电流不超过15mA 。
Ena
Ena+/Ena-
使能信号：此光隔输入端用于使能/禁止驱动器的输出部分，光耦导通时电机相电流被切断，转子处于自由状态（即脱机）；光耦不导通为使能状态。但此输入端并不能屏蔽脉冲输入，因此，当重新使其为使能状态时，驱动输出将根据禁止期间所接收的脉冲数发生改变。 DC- 直流电源地
DC+ 直流电源正极，电压范围+14V ～+40V 。 A+、A- 电机A 相 B+、B-
电机B 相
(二) 滑台的概述（如下图所示）
步进电机
丝杆
导轨
