下载文档原格式
PLC 课程设计报告书课题名称五相十拍步进电动机控制 姓 名学 号院、系、部电气工程系 专 业电气工程及其自动化 指导教师杨新霞2014年 1 月6日※※※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2011级PLC 课程设计摘要步进电动机（stepping motor）把电脉冲信号变换成角位移以控制转子转动的微特电机。
在自动控制装置中作为执行元件。
每输入一个脉冲信号，步进电动机前进一步，故又称脉冲电动机。
本课程设计主要用于步进电动机的控制，矩角特性是步进电动机运行时一个很重要的参数。
矩角特性好，步进电动机的启动转矩就越大，运行不易失步。
通过增加步进电动机的拍数来改善矩角特性。
本设计通过PLC编程来实现各类功能。
通过开关X5的关断闭合来实现电动机的正传和反转，按钮X1、X2、X3则分别控制电动机处于低速、中速、高速的运行状态。
在设计结束后通过三菱PLC编程仿真软件测试正确性，实现步进电动机的控制运转，减少步进电动机的运行错误。
关键词：五相十拍步进电动机PLC基本指令目录第1章设计目的 (1)第2章设计要求 (1)第3章PLC选型、I/O分配表和接线图 (2)3.1 PLC选型 (2)3.2 I/O分配表 (2)3.3 I/O接线图 (3)第4章PLC程序设计 (3)4.1 梯形图设计 (3)4.2 指令语句表 (8)第5章设计总结 (13)参考文献 (14)第1章设计目的目前，比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。
但采用单片机控制，不仅要设计复杂的控制程序和I/O接口电路，实现比较麻烦。
基于PLC 控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，参数设计置灵活等优点，本课程设计用PLC实现对步进电动机的控制。
第2章设计要求五相步进电动机有五个绕组：A、B、C、D、E正转顺序：ABC BC BCD CD CDEDE DEA EA EAB AB反转顺序：ABC BC BCD CD CDEDE DEA EA EAB AB用五个开关控制其工作：1号开关控制其运行（启/停）。
步进电机控制开题报告步进电机控制开题报告一、引言步进电机是一种特殊的电机，其运动是通过电脉冲控制的。
相比于传统的直流电机或交流电机，步进电机具有精确的位置控制和高效的能量转换特性。
因此，步进电机在许多领域中得到了广泛的应用，如数控机床、机器人、3D打印机等。
本文将探讨步进电机控制的相关问题，并提出一种改进的控制方法。
二、步进电机的基本原理步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械运动的电动机。
它由定子、转子和驱动电路组成。
定子上的线圈通电时，会产生一个磁场，而转子上的永磁体则会受到磁场的作用而转动。
通过控制电脉冲的频率和脉冲数，可以实现步进电机的精确控制。
三、步进电机控制的问题尽管步进电机具有许多优点，但在实际控制过程中仍存在一些问题。
首先，步进电机的控制精度受到电脉冲信号的稳定性和驱动电路的精度的影响。
其次，步进电机的运动速度受到电脉冲频率的限制，如果频率过高，电机可能无法跟随。
此外，步进电机的功耗较高，需要额外的散热措施。
四、改进的步进电机控制方法针对上述问题，我们提出了一种改进的步进电机控制方法。
首先，我们将采用高精度的驱动电路，以提高电脉冲信号的稳定性和精度。
其次，我们将引入闭环控制系统，通过编码器反馈来实时监测步进电机的位置，从而提高控制的精确度。
此外，我们还将优化电脉冲信号的频率和脉冲数，以提高步进电机的运动速度和响应能力。
最后，我们将研究降低步进电机功耗的方法，如改进散热系统和优化电机的结构。
五、实验设计为了验证改进的步进电机控制方法的有效性，我们将设计一系列实验。
首先，我们将搭建实验平台，包括步进电机、驱动电路和控制系统。
然后，我们将通过改变电脉冲信号的频率和脉冲数，测试步进电机的运动速度和响应能力。
接下来，我们将引入闭环控制系统，通过编码器反馈来实时监测步进电机的位置，并与开环控制进行对比。
最后，我们将优化散热系统，比较不同散热方法对步进电机功耗的影响。
六、预期结果我们预期通过改进的步进电机控制方法，可以提高步进电机的控制精度和运动速度。
步进电机开题报告步进电机开题报告一、引言步进电机作为一种常见的电动机类型，在工业和家庭应用中具有广泛的应用。
它以其结构简单、控制方便、精度高等特点，被广泛应用于打印机、数控机床、自动化设备等领域。
本报告将对步进电机进行深入研究，探索其原理、应用以及未来发展方向。
二、步进电机原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机。
它的工作原理基于磁场的相互作用。
通过不同的控制方式，可以实现步进电机的旋转或直线运动。
步进电机的核心部件是转子和定子，其中转子由多个磁极组成，而定子则由线圈和磁极组成。
通过改变线圈中的电流方向和大小，可以控制定子和转子之间的磁场相互作用，从而实现步进电机的运动。
三、步进电机的应用1. 打印机步进电机在打印机中扮演着重要的角色。
它通过精确的控制，使得打印机能够按照预定的路径进行打印。
步进电机具有高精度和高可靠性的特点，能够准确地控制打印头的位置，从而实现高质量的打印效果。
2. 数控机床在数控机床中，步进电机被广泛应用于控制工作台的移动。
通过控制步进电机的旋转角度和速度，可以精确地控制工件的加工路径。
步进电机的高精度和可编程性，使得数控机床能够实现复杂的加工操作，提高生产效率和产品质量。
3. 自动化设备步进电机在自动化设备中的应用非常广泛。
例如，自动化装配线上的输送带系统，通过控制步进电机的转动，可以精确地控制物料的输送速度和位置。
另外，步进电机还可以用于机器人的关节控制，实现机器人的精确运动和操作。
四、步进电机的发展方向随着科技的不断进步，步进电机也在不断发展和创新。
以下是步进电机未来的发展方向：1. 高速化目前步进电机的转速相对较低，限制了其在某些领域的应用。
未来的发展方向是提高步进电机的转速，以满足更高速度要求的应用场景。
2. 高精度化步进电机的精度已经很高，但仍有提升空间。
未来的发展方向是进一步提高步进电机的精度，以满足更高精度要求的应用场景，如微电子制造等。
3. 节能环保步进电机在工作时需要消耗较多的能量，未来的发展方向是研发更节能环保的步进电机，以减少对环境的影响。
五相步进电机实验概述五相步进电机是一种常用的电动机，具有高精度、低噪音、快速响应等特点，被广泛应用于机器人、精密仪器、通讯设备、医疗器械等领域。
在五相步进电机的驱动控制方面，实验验证是必不可少的环节。
本文以五相步进电机实验为出发点，介绍了五相步进电机的基本原理、实验装置、实验步骤以及实验结果分析等内容。
1. 基本原理五相步进电机是一种将交流电信号转换为直流电信号的电机，其工作原理是通过五组电磁线圈的电流变化来实现转动。
五相步进电机的运行分为两种模式：全步进模式和半步进模式。
在全步进模式下，最小步长角度为1.8度，即转一圈需要200个步进信号；而在半步进模式下，最小步长角度为0.9度，即转一圈需要400个步进信号。
五相步进电机的步进运动是通过一个称为步进驱动器的设备来实现的。
2. 实验装置五相步进电机实验的主要装置有五相步进电机、步进驱动器、控制电路板、程序设计器以及计算机等。
步进电机是由五组电磁线圈组成的，每个线圈都可以独立控制。
步进驱动器用于控制电流的变化，从而实现步进运动。
控制电路板用于将计算机上的命令转换成相应的电流信号，并通过步进驱动器传输给步进电机。
程序设计器则用于编程控制步进电机的转动角度和步长等参数。
计算机是整个实验装置的核心，通过计算机可以实现对步进电机的实时监控和控制。
3. 实验步骤（1）连接电路。
首先，将五相步进电机、步进驱动器、控制电路板和计算机连接起来，并进行相应的设置。
（2）编写控制程序。
使用编程语言编写相应的控制程序，包括控制步进电机转动的角度和步长等参数。
（3）运行程序并实时监控。
将编写好的程序上传至程序设计器，然后运行程序，并实时监控五相步进电机的运动状态。
（4）分析实验结果。
根据实际运行情况，对实验结果进行分析和比较，评估该设备的性能和可靠性。
4. 实验结果分析通过五相步进电机实验，我们可以对该设备的转动速度、精度和稳定性等方面进行评估和分析。
实验结果表明，五相步进电机具有转动稳定性好、响应速度快等优点，适用于需要精准控制转动角度和步长的应用场景。
毕业设计任务书及指导书毕业设计指导老师：王燕常州工程职业技术学院自动化技术系2010年11月26日常州工程职业技术学院毕业综合课题任务书（生产过程自动化技术专业）自动化技术系生产过程自动化技术专业自动化0821 班师万里同学教研室指导教师：教研室主任：系主任：毕业综合课题（设计）指导书一、毕业综合课题（设计）目的：1．使学生进一步巩固和加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握，使之系统化、综合化。
2．培养学生综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力。
3．培养学生的设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等基本实践能力以及外文资料的阅读和翻译的基本技能，使学生初步掌握科学研究的基本方法。
4．使学生树立符合国情和生产实际的正确设计思想和观点，培养严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。
5．使学生获得从事科研工作的初步训练，培养学生独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际文集的能力，尤其注重培养学生独立获取新知识的能力。
二、PLC设计类型的选择PLC设计的常见类型有五种：开关量的逻辑控制、模拟量的闭环控制、数字量的智能控制、数据采集与监控、通讯联网及集散控制。
作为毕业设计，最普遍的是前二种较为简单的类型。
而开关量的顺序控制又是工业自动化设计的首选。
可用PLC 作为开关量逻辑控制、定时控制、计数控制，利用PLC取代传统继电器接触器控制，如机床电气、电机控制中心等，也可取代用于单机、多机以及生产线的自动化控制场合。
用PLC实现闭环过程控制是PLC的第二个重要的应用方向，例如深度、压力、流量等连续变化的模拟量闭环PID控制。
这种类型主要是用在系统中的开关量较多，模拟量较少的场合。
不过PLC中的模拟量输入/输出模块和PID模块价格较贵，相对于单片机、工业控制计算机系统来说投入较高，而显示、编程功能较弱。
步进电机的研究报告前言:步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。
它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用.因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识.步进电机作为执行元件，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中.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。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
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(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以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.步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差（精度为100％)的特点，广泛应用于各种开环控制.关键字：感应电机、执行元件、电脉冲转、步距角、角位移量、准确定位、开环控制。
目录：一、步进电机1、步进电机的工作原理2、步进电机的结构3、步进电机的分类4、如何控制步进电机5、步进电机的特点6、步进电机的工作方式7、步进电机的选用8、步进电机的测试9、步进电机的型号、参数、尺寸标准10、步进电机应用中的注意点二、步进驱动器1、步进驱动器工作原理2、步进驱动器的作用3、步进驱动器如何接线4、如何的确定步进电机线序5、步进驱动器的工作模式6、步进驱动器的选择三、步进电机控制系统1、步进电机控制系统的组成部分2、步进电机控制器的种类3、步进电机控制器的作用四、步进电机的最新研究成果及发展方向五、扩展1、变频器对步进电机的节能改造一、步进电机1、步进电机的工作原理步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号转换成线位移或角位移的电机。
P L C 控制技术课程设计说明书专 业 ： 班 级 ： 学 号 ： 姓 名 ： 指导教师 ： 提交日期 ：JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY目录第一部分设计任务和要求1.1 PLC系统设计内容与步骤 (3)1.2 系统控制要求 (3)第二部分设计方案2.1 总体设计方案说明 (4)2.2 PLC系统组成方框图 (5)第三部分系统硬件设计3.1PLC的选型和硬件配置 (6)3.2主电路设计 (6)3.3输入输出地址分配 (6)3.4PLC的控制电路 (7)第四部分 PLC控制软件设计与调试4.1系统程序设计 (7)4.2调试结果与分析 (10)第五部分课程设计总结 (10)第六部分参考文献 (11)第一部分设计任务和要求1.1 PLC系统设计内容与步骤PLC课程设计主要步骤如下：1、分析被控对象的工艺条件和控制要求。
被控对象是指受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
在进行系统设计时，首先需要深入了解被控对象的特点、控制过程与要求等。
确定被控对象与PLC之间的输入、输出关系。
控制要求主要指控制系统的基本方式、应完成的动作等，同时要注意必要的保护和连锁等2、选择I/O设备。
根据控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备的具体型号、数量等。
常用的输入设备有按钮、限位开关，传感器等；常用的输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。
3、选择PLC的型号。
根据已选择的I/O设备，统计I/O点数，选择合适的PLC类型，在选择时要考虑所需机型的容量大小、I/O模块种类及电源类型等。
4、分配I/O点。
只有分配PLC的I/O点后，方可进行程序设计。
5、程序设计，它是整个系统设计的核心工作，首先要熟悉控制要求，根据控制要求设计好梯形图程序。
6、输入程序后调试程序。
调试过程中如果发现问题，则要采取措施逐一排除，直至调试成功。
7、编写技术文件。
则要包括说明书、电气原理图，电气元件明细表，程序等。
步进电机控制器设计________________________________________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，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（及步进角）。
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；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。
一、步进电机常识常见的步进电机分三种：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15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。
二、永磁式步进电机的控制出于制作成本考虑，下面以永磁式步进电机为例，来介绍如何用单片机控制步进电机。
图1是35BY型永磁步进电机的外形图，图2是该电机的接线图，从图中可以看出，电机共有四组线圈，四组线圈的一个端点连在一起引出，这样一共有5根引出线。
要使用步进电机转动，只要轮流给各引出端通电即可。
将COM端标识为C，只要AC、C、BC、C，轮流加电就能驱动步进电机运转。
图1 35BY型步进电机外形图图2 35BY型步进电机的接线图下表列出了该电机的一些典型参数：图135BY型步进电机外形图图235BY型步进电机的接线图下表列出了该电机的一些典型参数：表135BY48S03型步机电机参数型号步距角相数电压电流电阻最大静转距定位转距转动惯量35BY48S03 7.5 4 12 0.26 47 180 65 2.5有了这些参数，不难设计出控制电路，因其工作电压为12V，最大电流为0.26A，因此用一块开路输出达林顿驱动器（ULN2003）来作为驱动，通过P1.4~P1.7来控制各线圈的接通与切断，电路如图3所示。
机电传动与控制综合课程设计设计说明书设计题目: 五相十拍（2/3）步进电机控制程序设计院系名称：机电工程学院专业班级：机制F09 学生姓名：学号： ********指导教师：***2012年12 月05 日内容摘要本文主要是介绍采用可编程控制器(PLC) 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。
其中步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，是一种控制精度极高的电机,常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。
可编程控制器是工业自动化设备的主导产品，具有控制功能强，可靠性高，适用于不同控制要求的各种控制对象等优点。
本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。
其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、元件清单以及语句表。
本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。
在实际应用中表明此设计是合理有效的。
关键词: PLC;梯形图；元件清单；五相十拍步进电机目录第1章引言 (1)第2章系统总体方案设计 (2)2.1 程序设计的基本思路 (2)2.2 五相步进电动机的控制要求 (2)2.3 方案原理分析 (2)第3章 PLC控制系统设计 (4)3.1 设计流程分析 (4)3.1.1 控制流程图 (4)3.1.2电机工作过程图 (5)3.2 I/O地址分配表 (5)3.3 PLC外部接线图 (6)3.4 主电路 (7)3.5 元件清单 (8)3.6 程序设计 (8)3.6.1 步进控制设计 (8)3.6.2 梯形图设计 (10)3.7 调试说明 (11)第4章设计总结 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附录 (15)附录一程序梯形图 (15)附录二程序语句表 (20)第1章引言步进电机作为执行元件，是电气自动化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。
步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。
2009 届毕业设计（论文）开题报告二级学院：延陵学院班级：09电Y1学生：尚严鑫学号：09120920指导教师：张建生职称：教授课题名称课题类型□毕业设计□毕业论文起止时间开题报告（毕业设计：含课题来源及现状、设计要求、工作内容、设计方案、技术路线、预期目标、时间安排及参考文献等。
字数为3000以上。
）（毕业论文：含课题来源、研究价值，国内外研究现状，研究内容，研究方法，研究思路，论文提纲，预期目标，时间安排及参考文献等。
字数为3000以上。
）一．课题来源及研究价值步进电动机是将电脉冲信号转化为机械角位移或线位移的控制电机，它可以看作是一个比较特殊的运行方式的同步电机。
步进电机是由专门的电源提供脉冲信号。
当每输入一个电脉冲信号时，步进电机就会往前移动一小步，移动的角度大小叫做步距角，因此这种不同于普通的匀速旋转的电机被称为步进电动机。
步进电动机是受走脉冲信号控制的，直线位移量、角位移量和电脉冲数的关系成正比例，所以电动机的线速度、转速也与脉冲频率构成正比关系。
利用改变脉冲频率的高与低，可以在很大范围内调节电动机的转速，从而实现电机的快速启动、制动和反转控制。
步进电机的优点是在不失步的情况下工作，步距误差不会积累。
从而完全适用数字控制的开环系统中，并使整个系统运行可靠。
是工业生产中性能优良的数字执行元件。
随着单片机应用技术、电力电子技术和自动控制技术在工业生产中的普及和深入，步进电机的的需求量愈来愈大。
根据调查显示，全球步进电机的年产量在以13%以上的速度增加。
同时国内对步进电机的要求也与日增加。
对步进电机的研究，提高步进电机的系统性能，可以改善劳动条件、节约能源、提高产品质量和经济效益。
基于微型单片机的控制系统则通过软件控制步进电机，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已经成为一种必然的趋势，也符合数字化的时代发展需要。
步进电机作为数字式执行元件，具有成本低廉、容易控制、定位方便和步距误差不会长期累积等优点，被广泛应用在数控装置、绘图机、机械手、印刷和包装设备等工业、军事和医疗自动化领域中。
在多种步进电机中，混合式步进电机集反应式和永磁式步进电机的优点于一身，应用更加普遍。
但是步进电机在应用当中仍然存在一些制约性的因素，步进电机及其系统有很多缺点，诸如低速平稳性差、高速快速响应能力差、效率低和能耗大等。
步进电机大多场合下用于开环控制的，对转子位置不做检测，很容易在运行过程中产生失步现象。
失步和震荡是较为严重的两个问题。
另外，步进电机不能直接接到普通的交直流电源上运转，它需要专门的驱动器，步进电动机和与之配套的驱动器密不可分，在电机本体选定的情况下，驱动器的好坏很大程度上影响着整个系统的运行性能。
通过研制高性能的步进电机驱动器可以大大改善步进电机的运行性能。
这对提高我国在这方面的科学技术水平起到了一定的促进作用，拓宽了步进电机的应用领域。
因此，研究开发出高性能的步进电机驱动器有着重大的现实意义。
步进电动机的工作必须使用专用的步进电机驱动器才能驱动。
驱动器根据每一个步进脉冲信号，按一定的规律给电机各相绕组通电，以获取需要的转矩，来驱动电机转子运动。
步进电机、驱动器和控制器构成了步进电机驱动器不可分割的三大部分。
步进电机驱动系统是将电为能源，通过电机本体、驱动器、控制器等能量交换的驱动电机及控制电机的系统。
在产业机械，交通、航空航天等领域占有重要地位。
伴随着科学技术的发展，尤其是电力电子技术、自动控制理论、微机技术的发展，电机在实际应用中，已经改变了过去的起停控制、提供动力为目的的使用，开上升到对电机速度、位置、转矩和转速的精确控制，以求被驱动的机械运动按照预期的要求运行。
因此步进电机驱动器的发展成为电机发展的新方向。
二．国内外研究现状国内外对步进电机驱动器的研究一直很活跃。
70年代，国外驱动器技术进入全盛时期，步进电机及其相应的驱动器相续问世，如日本的EPM系列、美国的M系列、德国的IBs／IBc 系列等。
驱动器中功放驱动元件除了使用晶体管外，也可使用晶闸管，电源线路结构除了采用单一电压等级外，还可采用两种不同的电压等级。
随着步进电机的应用和发展，其驱动器也在不断地发展、完善和提高，驱动电路集成化已成为一种趋势【1】，其结果是大大缩小了驱动器的体积，明显提高了整机的性能。
由此，国外许多厂商相继推出了多种步进电机控制与驱动芯片和不同功率等级的功率模块，仅需几个专用芯片和一个功率模块便可构成一个功率齐全、性能优异的步进电机驱动器。
以美国为例，它生产的步进电机驱动器体积仅两个香烟盒大小，而功能上可驱动较大的步进电机，工作发热低，电机工作平稳【2】。
在国内，步进电机驱动器是从五十年代开始发展的，至今已有一定的基础和规模，并有了一定的应用。
八十年代末在我国发展的经济型机床控制系统，它是一种由单板计算机、步进电机驱动器和步进电机构成的简易型控制装置，采用单板计算机控制使得控制部件的稳定性、可靠性大为提高，然而，由于我国的步进电机驱动器多采用传统线路结构，性能不是很好，而且缺乏专业生产的厂商，使得步进电机及其驱动器仍基本停留在较低的水平，成为这种系统发展的主要障碍【3】。
目前，我国许多厂家已研制生产出的步进电机驱动器，其技术设计基本上是引进国外的专用芯片，且其性能还存在许多的不足(如节能、稳定性等)。
驱动器性能的好坏及可靠性，在很大程度上与末级功放所用的功率元件直接相关。
最初使用的末级功放元件是可控硅，它是一种脉冲触发的开关器件，虽然具有输入功率小、输出功率大、耐压高及成本较低的优点，但是其驱动线路复杂、容易形成误触发、可靠性差、不便于调试和维护，而且抗干扰能力不够好。
而晶体管具有控制方便、调试容易、开关速度快以及元件损耗小等优点，并且由于采用先进的设计，晶体管的开关特性和耐压过流能力有了相当大的改进。
近年来，由于V形槽金属氧化物半导体场效应晶体管(VMOSFET)综合了大功率双极晶体管和场效应晶体管的优点，具有大功率、高耐压及高增益的特点，且没有少数载流子存储时间和温度控，并有显著的抑N-次击穿特性，因而使用它可以大大地提高驱动器的可靠性，随着成本的降低及使用经验的积累，越来越多的驱动器将会使用MOSFET作为末级功放元件【4】。
另外，通过选择合适的驱动技术能够改善步进电机驱动器的性能。
现在应用较多的有斩波驱动、升频升压驱动以及微步驱动技术等。
而微步驱动(也称为细分驱动)，通过减小步进电机的步距角，从而提高步迸电机运行的平稳性，并增加控制的灵活性【5】，是步进电机驱动技术的一个重要发展方向。
美国学者T．R．Fredriksen首次在美国增量运动控制系统及器件年会上提出了步进电机步距角细分的控制方法【6】【7】，在其后的多年里，步进电机细分驱动技术得到了很大的发展，并在实践中得到广泛的应用。
从总体上来说，国内方面对步进电机驱动器的研究取得了很大的进步，但是与国外相比仍具有一定的差距。
国外所采用的集成技术由于涉及到微电子技术、集成电路加工技术、电力电子技术前沿【8】，我国在暂时还不能实现，因此，采用集成加分立元件以及细分驱动技术开发出适合我国国情的高性能驱动器是一个比较现实的做法。
本课题通过对步进电机结构特点及工作原理的研究比较，以及对单电压驱动、高低压驱动、斩波恒流驱动、调频调压驱动和细分驱动方式的分析和比较，最终采用专用驱动芯片设制作了一个五相混合式步进电动机驱动器。
由于SANKEN公司的SI-7502【9】，只需要外部连接三个电阻，一个晶体管和一个电容，就可以实现五相步进电机的驱动。
电路外围电路结构简单、性能稳定可靠、控制功能全面得到了体现。
所以采用SANKEN公司研发的五相步进电动机专用的驱动芯片SI-7502 (SLA5011、SLA6503)制作了五相混合式步进电动机斩波恒流驱动系统，不仅改变了步进电机驱动器体积大的缺点，还提高电路的整体性能; 而且由于在集成功放电路中中设计了许多的保护电路, 从而可以降低了系统发生故障的频率,保证了电路运行的可靠性。
三．课题的主要研究内容包括如下几个方面：1. 分析和研究步进电机的特点及工作原理。
2. 分析步进电机驱动方式并选择合适的驱动方式。
3.在深入了解步进电机驱动技术的基础上，采用SANKEN 公司的SI-7502(SLA5011,SLA6503)步进电机驱动芯片设计五相混合式步进电机驱动器。
四．研究方法本课题通过对步进电机结构特点及工作原理的研究比较，以及对单电压驱动、高低压驱动、斩波恒流驱动、调频调压驱动和细分驱动方式的分析和比较，最终采用专用驱动芯片设制作了一个五相混合式步进电动机驱动器。
五．时间安排（1）第1~4 周：查阅资料，翻译外文资料。
（2）第 4 周：撰写开题报告。
（3）第5~10 周：进行毕业设计的理论研究、方案设计。
（4）第11 周：对前期理论工作做初步检查。
（5）第11~13 周：撰写毕业设计论文并完成初槁。
（6）第14~15 周：送指导老师检查，批改。
后修改论文并定稿。
（7）第15 周：毕业设计答辩资格审查。
（8）第16 周：毕业设计答辩，最终完成毕业设计。
六．参考文献【1】Robot S J，Shin Y C．Modeling and control of CNC machine using a PC—based[J]．Open architecture controller Mechatronics，1 999，5(4)：1 5～1 7．【2】Bobrow J E，Dubowsky S，Gibson J S．Line Optimal Control of RoboticManipulation along Specified Path[J]．The International Of Robotics research，2000，(3)：3～17．【3】毕绍新．步进电机驱动控制的应用研究[D]．天津大学硕士学位论文，2003．【4】周明安，宋晓华．步进电机驱动技术发展及现状叨．机电工程技术，2005，16～17 【5】蔡耀成．步进电动机国内外近期发展展望[J]．微特电机，2000，28～30．【6】宋受俊．基于单片机的电机运动控制系统设计[D]．西北工业大学硕士学位论文，2006．【7】孙长轮．基于MCU的四电机驱动姿态控制器的研究[D]．吉林大学硕士学位论文，2007．【8】郑虎子．单片机控制混合式步进电机驱动电源的研究及设计[D]．华中科技大学硕士学位论文，2007．【9】王鸿钰．步进电机控制技术入门[M].上海：同济大学出版社，1990．209～223指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见，设计的结果预测或论文的可行性评价）：指导教师：年月日系部意见：系主任：年月日。
