基于步进电机调速系统的设计开题报告

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1、毕业设计(论文)开题报告学生姓名：学号：专业：机械工程及自动化设计(论文)题目：基于步进电机调速系统设计指导教师:2008年12月12日开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．“

2、文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要通

3、过对步进电机调速系统的概念及其原理分析，单片机原理应用的学习，来阐述步进电机的发展和应用，了解当今市场上大量应用的步进电机的种类及其特点，尤其是在单片机控制下的各种不同步进电机的广泛应用。关键词单片机调速系统步进电机1步进电机的概念步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领

4、域用步进电机来控制变的非常的简单.2步进电机的分类步进电机分三种：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。3步进电机调速系统的控制原理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

5、脉冲转化为角位移，它的的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。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，控制换相顺序，即通电控制脉冲必须严格按照一定顺序分别控制各相的通断。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。控制步进电机的转向，即给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，若按反序通电换相，则电机就反转。控制步进电机的速度，即给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步，两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。同时通过控制脉冲频率

6、来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。如图2所示步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。4步进电机调速控制方法的应用及原理实现步进电机升降速控制的方法有很多,比较常见的有以下种：(1)直线形加减速控制。这种方法计算简单、节省资源。但是加速、匀速和减速过程不能光滑过渡,这样势必会影响系统的运行质量和寿命。所以此种方法适用于处理较慢,要求不高的场合(2)指数形加减速控制。这种方法符合步进电机的固有规律,但是计算实现比较麻烦,适用于处

7、理速度要求较高的场合形(3)S曲线加减速控制。这种方法根据实际情况升速过程采用慢、快、慢的过程来控制步进电机,降速过程则正好相反。适用于平稳性要求较高的场合4.1直线形加减速控制匀加减速控制是指加速度保持不变，速度以线性规律上升或下降，如图3所示。这种控制方法软件实现比较简单，适应于速度变化较大的快速定位，但是这种方法不完全符合步进电机的速度变化规律，所以效果并不是很理想。4.2指数形加减速控制指数曲线控制是指在加速或减速时，步进电机的速度呈指数曲线变化。如图4所示，在开始时加速度最大，随着时间的推移，加速度逐渐减小

8、，在理想情况下应该减小为零，这种方法符合步进电机的矩频特性，快速响应性能好，升降时间短，但当速度变化较大时平衡性比较差。4.3S曲线加减速控制S曲线加减速控制速度呈抛物线变化。如图5所示，在加速启动时，加速度由大变小；在减速停止过程中，加速度由小变大，该法综合了匀加减速控制和指数曲线控制，充分利用步进电机本身特性，缩短了升降速时间，又具有较强的