步进电机定位控制技术的研究

发布时间：2017-04-14 09:11

  本文关键词：步进电机定位控制技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 对于步进电机的速度控制系统,从起点到终点的运行速度都有一定的要求。如果步进电机以要求的速度直接起动,因为该速度已超过极限起动频率而不能正常起动,可能发生丢步或根本不运行的情况。电机运行起来之后,如果到达终点时立即停发脉冲串,令其立即停止,则因为电机的惯性原因,会发生冲过终点的现象。解决步进电机的“丢步”、“过冲”现象,是解决步进电机定位控制的关键。 本文简要叙述了三相反应式步进电机特性、电磁模型,在对比了步进电机各种驱动方法的基础上,设计了非线性传感器自动校准与测试系统的驱动电路——高低压驱动电路,通过与单电压驱动电路进行对比分析,验证了此电路的简单高效性。基于目前单片机技术的飞速发展,非线性传感器自动校准与测试系统的控制器选用单片机,并通过控制器软件实现环型分配器的功能、脉冲分配、位置控制、减速控制等。以实现单片机对步进电机的定位控制,并简化了电路结构,提高了可靠性。在外部输出、通信电路的设计选型上也是以结构简单、可靠性高为出发点,最终设计了一个实用、简单、可靠和低成本的非线性传感器自动校准与测试系统驱动控制电路。在今后的市场中具有广泛的前景。
【关键词】：步进电机 定位 控制 非线性传感器
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM383.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 本选题研究领域历史、现状、发展趋势分析10
• 1.2 前人在本选题研究领域中的工作成果简述10-11
• 1.2.1 专用芯片步进电机控制系统11
• 1.2.2 单片机步进电机控制系统11
• 1.2.3 DSP 步进电机控制系统11
• 1.3 本选题研究的主要内容和重点11-12
• 1.4 技术方案的分析、选择（技术路线，技术措施）12
• 本章小结12-13
• 第二章 步进电机概述13-21
• 2.1 步进电机及其发展13
• 2.2 步进电机的种类13-14
• 2.3 三相反应式步进电机的结构和工作原理14-15
• 2.4 步进电机的特点15-16
• 2.5 步进电机的控制16-17
• 2.5.1 开环控制系统16-17
• 2.5.2 闭环控制系统17
• 2.6 步进电机的主要特性17-20
• 2.6.1 步距角17-18
• 2.6.2 矩角特性18
• 2.6.3 响应频率18-19
• 2.6.4 启动矩频特性19
• 2.6.5 运行转矩特性19
• 2.6.6 惯频特性19-20
• 本章小结20-21
• 第三章 步进电机驱动器21-29
• 3.1 步进电机驱动器的构成21
• 3.2 步进电机的驱动方式21-28
• 3.2.1 单电压驱动方式22
• 3.2.2 高低压驱动方式22
• 3.2.3 升频升压驱动方式22-24
• 3.2.4 恒流斩波驱动方式24-27
• 3.2.5 细分驱动方式27-28
• 本章小结28-29
• 第四章 步进电机控制器29-37
• 4.1 步进电机的定位控制29
• 4.1.1 位移控制29
• 4.1.2 定位换向29
• 4.2 步进电机速度控制29-36
• 4.3 旋转方向控制36
• 本章小结36-37
• 第五章 非线性传感器自动校准与测试系统软硬件设计37-58
• 5.1 非线性传感器自动校准与测试系统功能37-38
• 5.2 非线性传感器自动校准与测试系统硬件设计38-53
• 5.2.1 非线性传感器自动校准与测试系统原理框图38-39
• 5.2.2 步进电机驱动器设计39-49
• 5.2.3 单片机外部电路设计49
• 5.2.4 串行通信电路设计49-51
• 5.2.5 直流电流电源设计51-52
• 5.2.6 非线性传感器自动校准与测试系统通信协议设计52-53
• 5.3 非线性传感器自动校准与测试系统软件设计53-57
• 5.3.1 非线性传感器自动校准与测试系统线性化计算53-54
• 5.3.2 单片机串行中断子程序54-55
• 5.3.3 单片机主程序55-57
• 5.3.4 定时器中断子程序57
• 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-61
• 附录A 非线性传感器自动校准与测试系统电路图61-62
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文62-63
• 致谢63-64

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