步进电动机的控制与调速技术
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题目:简易步进电机控制步进电机控制摘要:本设计采用ATMEL公司DIP-40封装的AT89S52单片机实现对四相步进电机的手动和按键控制。
由单片机产生的脉冲信号经过分配后分解出对应的四相脉冲,分解出的四相脉冲经驱动电路功率放大后驱动步进电机的转动。
转速的调节和状态的改变由按键进行选择,此过程由程序直接进行控制。
通过键盘扫描把选择的信息反馈给单片机,单片机根据反馈信息做出相应的判断并改变输出脉冲的频率或转动状态信号。
电机转动的不同状态由液晶LCD1602显示出来。
而设计的扩展部分可以通过红外信号的发射由另一块单片机和红外线LED完成,用红外万能接收头接收红外信号,可以实现对电机的控制进行红外遥控。
关键字:四相步进电机单片机功率放大 LCD1602步进电机控制 (1)摘要 (1)关键字 (1)前言 (3)1系统总体方案设计及硬件设计 (4)1.1步进电机 (4)1.1.1 步进电机的种类 (4)1.1.2 步进电机的特点 (4)1.1.3 步进电机的原理 (5)1.2 控制系统电路设计 (7)1.3 液晶显示LCD1602 (7)1.4 AT89S52核心部件及系统SCH原理图 (9)1.5 LN2003A驱动 (10)2软件设计及调试 (13)2.1程序流程 (13)2.2软件设计及调试 (14)3 扩展功能说明 (15)4设计总结 (16)5 设计源程序 (16)6 附录 (21)参考文献 (22)附2:系统原理图及实物图 (23)步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中,如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。
目前,对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。
分散器件组成的环形脉冲分配器体积比较大,同时由于分散器件的延时,其可靠性大大降低;软件环形分配器要占用主机的运行时间,降低了速度;专用集成芯片环形脉冲分配器集成度高、可靠性好,但其适应性受到限制,同时开发周期长、需求费用较高。
毕业设计(论文)学院专业姓名XX大学毕业设计(论文)任务书前言随着现代工业自动化的日益发展,电动机作为重要的电器元件,被广泛的应用在各种自动化控制系统中。
步进电动机由于其具有易于电脑操作、步数误差小、精度高、使用系统时间长和成本低等优点,被广泛应用于工业控制中。
其中五相混合式步进电机总体性能优于其它种类的步进电动机,是工业上应用最为广泛的步进电动机品种,被广泛的应用在各个领域中。
所以对五相步进电动机实现自动化是工业自动化的必然趋势。
打印机作为计算机的输出设备之一,运用步进电动机作为打印机的字车动力源和走纸机构,通过牵引机构将步进电动机的转动转变为走纸移动,可以实现打印纸的纵向移动,因其要求精度比较高,所以,打印机的走纸结构能够使用五相步进电动机来控制。
对五相步进电动机的使用,工业中应用比较广泛,但大都应用于高精度的机床控制系统中,整个系统比较庞大,所以,本文以步进电动机在的打印机中的精密控制为背景介绍使用PLC控制五相步进电动机按照给定频率自动运行和自由调速的模拟控制方法。
摘要主要阐述了以五相步进电动机在针式打印机走纸结构中的应用为背景,介绍了一种用三菱FX-2N系列PLC实现对规格型号90BYG550A-0301的五相步进电动机控制的方法,利用PLC产生脉冲信号对五相步进电动机进行模拟控制,实现对五相步进电动机五个绕组的通电状态,达到五相步进电动机按照固定速度的循环自动运行的目的,并实现步进电动机正反转和调速控制。
用PLC控制五相步进电动机驱动针式打印机的走纸结构控制纸张的进退,实现打印机的打印工作。
基于PLC控制的步进电动机具有设计简单,实现方便,定位精度搞,参数设置灵活等有点,在工业过程控制中使用可靠性高,监控方便。
本设计还包括步进电动机的工作原理和特点,PLC的主要功能和应用,各硬件软件元件的介绍选择以及控制程序的编程方法。
关键字:五相步进电动机,PLC控制目录一、设计课题分析................................................................................................... - 1 -1.1 设计课题要求.............................................................................................................. - 1 -1.2 设计课题的目的和应用.............................................................................................. - 1 -1.3 设计课题背景和工作环境.......................................................................................... - 2 -二、流程图和工作过程........................................................................................... - 3 -2.1 五相步进电动机运行流程图...................................................................................... - 3 -2.2 工作过程...................................................................................................................... - 3 -三、方案选择........................................................................................................... - 5 -3.1 控制方案...................................................................................................................... - 5 -3.2 选择方案...................................................................................................................... - 5 -四、硬件选择........................................................................................................... - 7 -4.1 步进电动机介绍.......................................................................................................... - 7 -4.2 五相步进电动机的选择............................................................................................ - 13 -4.3 PLC的选择 ................................................................................................................ - 16 -4.4 变频器的选择............................................................................................................ - 22 -4.5 其它硬件设备的选择................................................................................................ - 26 -五、软件选择......................................................................................................... - 27 -5.1 外部接线图................................................................................................................ - 27 -5.2 I/O分配表................................................................................................................. - 27 -5.3 程序梯形图................................................................................................................ - 28 -六、系统调试......................................................................................................... - 29 -6.1 调试步骤.................................................................................................................... - 29 -6.2 调试过程的故障诊断................................................................................................ - 29 - 总结................................................................................................................. - 31 -致谢................................................................................................................. - 32 -参考文献................................................................................................................. - 33 -附录................................................................................................................. - 34 -一、设计课题分析1.1 设计课题要求1、要求对五相步进电动机五个绕组依次自动实现如下方式的循环通电控制:第一步:A-B-C-D-E第二步:A-AB-BC-CD-DE-EA第三步:AB-ABC-BC-BCD-CD-CDE-DE-DEA第四步:EA-ABC-BCD-CDE-DEA五相步进电动机的模拟控制的实验面板图:图所示五相步进电动机的模拟控制面板上图中,下框中的A、B、C、D、E分别接主机的输出点;SD接主机的输入点。
基于单片机的步进电动机调速系统的设计开题报告标题:基于单片机的步进电动机调速系统的设计开题报告一、选题背景和意义步进电动机是一种常见的电动机类型,具有精度高、控制简单、适用范围广等优点。
在工业自动化控制系统中,步进电动机的调速系统被广泛应用。
本次设计旨在基于单片机技术,设计一种步进电动机调速系统,以实现对步进电动机的精准控制,提高生产效率和产品质量。
二、研究目标1. 设计一套基于单片机的步进电动机调速系统,实现对步进电动机的精准控制;2. 实现步进电动机的速度控制和位置控制功能,以满足不同应用场景的需求;3. 提高步进电动机的运动精度和稳定性,提高生产效率和产品质量。
三、研究内容和方法1. 系统硬件设计:选择适当的单片机型号,并搭建单片机控制电路,包括电源电路、驱动电路、信号输入输出接口等;2. 系统软件设计:使用C语言编程,编写单片机的控制程序,实现步进电动机的速度和位置控制;3. 系统测试与优化:对设计的步进电动机调速系统进行测试,并根据测试结果进行优化改进,提高系统的性能和可靠性。
四、预期成果和创新点1. 设计一套基于单片机的步进电动机调速系统,实现对步进电动机的精准控制;2. 实现步进电动机的速度控制和位置控制功能,满足不同应用场景的需求;3. 提高步进电动机的运动精度和稳定性,提高生产效率和产品质量。
五、进度安排1. 第一周:调研相关技术和文献,了解步进电动机的原理和控制方法;2. 第二周:选择适当的单片机型号,并搭建单片机控制电路;3. 第三周:编写单片机的控制程序,实现步进电动机的速度和位置控制;4. 第四周:对设计的步进电动机调速系统进行测试,并进行优化改进;5. 第五周:撰写设计报告和制作展示材料。
六、存在的问题和解决方案1. 硬件选型:选择适合步进电动机调速系统的单片机型号和驱动电路,可以参考相关文献和实验室的经验;2. 软件编程:由于步进电动机的控制涉及到速度和位置的精确控制,需要仔细编写控制程序,可参考相关的单片机控制实例;3. 系统测试:在测试过程中可能会出现电路连接错误、程序逻辑错误等问题,需要仔细检查和排除故障。
步进电机运动规律及速度控制方法姓名:吴良辰班级:10机设(2)学号:201010310206学期我们专业开设了机电传动控制这么课,它是机电一体化人才所需要知识结构的躯体,由于电力传动控制装置和机械设备是一个不可分割的整体,所以我么能从中了解到机电传动控制的一般知识,要掌握电机、电器、晶闸管等工作原理、特性、应用和选用的方法。
了解最新控制技术在机械设备中的应用。
在现代工业中,机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机,而且还包括控制电动机的一整套控制,以满足生产过程自动化的要求。
也就是说,现代机电传动是和各种控制元件组成的自动控制系统联系在一起。
机电系统一般可分为图一所示的三个部分。
图1 机电传动控制在没上这门课之前,在我自己认为,电机就是那些就是高中学的那些直流电动机,就是通电线圈在磁场转动。
那是直流电动机了,慢慢的我接触了交流电动机,刚开始知道220V市电。
记得大一下学期,我们金工实习了,看到工训下面那么多的车床,铣床,钻床……由于要提供大的功率,所以主电机都是选用380V。
上完这门让我更详细了解他们内部的结构和工作原理。
还说明知识是慢慢积累的过程。
见的多学的多。
我明白了很多以前的疑惑。
看到电视机上那些智能机器人,他们的活动很自如,就像仿生肌肉一样。
尤其是日本的机器人。
它的机械臂很有可能是步进电机控制的,还有一种说法是液压与气压控制的。
我觉的两者都有。
很有幸大一时候进入了第二课堂,在里面学到东西,也接触了步进电机,我是在学51单片机那时候也买了一个,就觉得很神奇。
在加上前几天参加了江西省电子设计大赛,我就感觉到要是要选控制类的题目做,步进电机是不能少的。
所以步进电机是个好东西。
我在网上查了一下资料,上个世纪就出现了步进电机,它是一种可以自由回转的电磁铁,动作原理和今天的反应式步进电机没有什么区别,也是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。
很遗憾的是它是国外人发明的。
开始写正题了,上完这门课,那个步进电机是让我很痴迷的。