步进电机开题报告

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1、电气与信息工程学院毕业设计（论文）开题报告课题名称：步进电机控制系统设计学生姓名：指导教师：起止时间：_2006年3月13日~年6月13日locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame一、毕业设计任务1、毕业设计

2、题目：步进电机控制系统设计2、课题意义及要求：步进电机是一种由电脉冲控制的特殊同步电动机，其作用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或线位移。步进电机可以实现信号转变，是自动控制系统和数字控制系统中广泛应用的执行元件。如在数控机床、打印机、绘图仪、机器人控制、石英钟表等场合都有应用。这个课题就是用AT89C51单片机设计一个步进电机的控制系统，通过具体的设计使我掌握：（1）、掌握AT89C51单片机应用系统的软硬件开发过程（2）、熟悉步进电机的驱动原理（3）、掌握步进电机的控制方法（4）、掌握系统原理图设计方法（5）、掌握系统印制板图设计方法（6）、掌握系统软硬件调试方法3、

3、提交的成果：（1）毕业设计任务进度细则。（2）系统硬件电路图1张，系统程序流程图1张。（3）设计说明书1份（含程序清单），实现对步进电机的转动方向、速度、位置的控制。（4）答辩演示文稿1份。locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennig

4、htcame一、文献综述（对课题相关的原理、技术、现状和前沿等进行综合评述）步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电磁机械装置，是一种输出与输入数字脉冲对应的增量驱动元件，具有快速启动和停止的能力。当负荷不超过步进电机所提供的动态转矩值时，它就可能在一瞬间实现启动和停止。它的步矩角和转速不受电压波动和负载变化的影响，也不受环境条件（如温度、气压、冲击和振动等）的影响，仅与脉冲频率有关。它每转1周都有固定的步数，在不丢步的情况下运行，其步距误差不会长期积累。正是因为步进电机具备上述优点，它已经被广泛地用于自动控制系统中作为执行元件。步进电机是数字控制电机，它

5、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。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。步进电动机的角位移或线位移与脉冲数成正比，其转速n或线速度v与脉冲频率f成正比。在负载能力范围内，这些关系不因电源电压、负载大小以及环境条件的波动而变化。因而适用于在开环系统中作执行元件，使控制系统大为简化。步进电动机可以在很宽的范围内通过改变脉

6、冲频率来调速；能够快速起动、反转、和制动。它能直接将数字脉冲信号转换为角位移，很适合采用微型计算机控制。步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下：(1)控制换相顺序通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A，B，C，D相的通断。(2)控制步进电机的转向如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。(3)控制步进电机的速度控制步进电机的运行速度，实际上是控制系统发出时钟脉冲的频率或换相的周期，有以下2种方法：1)

7、采用软件延时，即调用软件延时子程序使CPU空运转，不进行任何操作，但需占用CPU的时间，效率较低；2）采用硬件定时器，通过设定时间常数装入定时器接口芯片进行定时，到达相应时间则进入中断子程序，不需占用CPU时间，效率较高。步进电机的主要性能指标：(1)最大静态转矩Memax最大静态转矩是指步进电机在规定的通电方式下矩角特性上转矩的最大值。绕组电流越大，最大静态转矩也越大。通常技术指标中所规定的最大静态转矩是指每相绕组通上额定电流时所得到的转矩值。一般来说，最大静态转矩较大的电动机，可以带动较大的负载转矩，负载转矩和最大静态转矩