基于C8051F005单片机的两相混合式直线步进电机驱动系统的设计.pdf

内蒙古农业大学
硕士学位论文
基于C8051F005单片机的两相混合式直线步进电机驱动系统的设
计
姓名:刘爱萍
申请学位级别:硕士
专业:农业电气化与自动化
指导教师:钱珊珠
20070501
要摘本课题采用比普通单片机快十多倍的テ杓屏嘶贑控制的直线步进电机驱动控制系统,扩大了细分度和速度的可调节范围。在控制策略上,依据直线步进电机力一速特性和动力学方程,推导了直线步进电动机理想的升降速控制曲线,实现了指数规律的升降速控制,使系统具有良好的动态特性,解决了点位控制中的失步和直线步进电机行程末端的机械冲击问题;采用等幅均匀细分控制技术,有效地克服直线步进电机低频振动,提高了电机在中、低速运行时的性能,提高了系统的分辨率,减小了噪音;采用具有恒流斩波功能的专用驱动芯片,使直线步进电机绕组电流恒定,电机运行更加平稳。完成了テ蚒结合的硬件电路设计,用汇编语言编写直线步进电机定位、匀速往返和加减速三种运行方式控制程序。实现了对直线步进电机的启停、定位、调速及正反向运行的控制。最后在样机上进行了测试,实验结果满足设计要求。推广应用于其他步进电机的驱动控制,具有较好的应用前景。该驱动控制系统可做为步进电机本体研发的配套设备,通过修改软件参数也可关键词:直线步进电机;均匀细分;指数升降频;单片机
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论文作者签名:型避论文作者签名:墨』望盔指导教师签名:氢碰丛日期:￡图璺内蒙古农业大学内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料,,发表论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙古农业大学,且导师为通讯作者,,采用影印,,,,印:研子文档,’‘
员,它能将输入的电脉冲信号直接转换成相应的微步直线运动。直线步进电机是旋转步进电机电磁拓扑的变种,由于省去了旋转类步进电机必需的丝杠和链条等机械约等方面显示出愈来愈明显的优势。随着微机技术和集成电路的发展、直线步进电机本体的日臻完善、驱动控制技术的不断提高以及直线运动应用领域的逐渐增多,直线步进电机正朝着其它直线运动驱动装置不能满足和使用旋转电机有困难的领域步进电机最早在年代由英国人开发哪。它的原始模型起源于年至年问,年前后开始以控制为目的的尝试应用于氢弧灯的电极输送机构中,这被认为是最初的步进电动机啪。在近年间,步进电动机迅速地发展并成熟起来,从发展趋势来讲,步进电动机已经能与直流电动机、异步电动机以及同步电动机并列,成为电动机的一种基本类型“有成功。年美国的电气公司以直线电动机为动力,首先研制成功名为“钡牡缌ηR苫淦鳌K氖匝槌晒Γ怪毕叩缍机的优点受到重视“直线步进电机随着步进电机和直线电机发展起来,虽然它的发展历史短,但由于其自身的优越性,应用领域很广泛。直线步进电机的主要应用领域为绘图仪、打印机、软盘驱动器等计算机外围设备,如美国惠普公司生产的绘图仪和公司生产的高速打印机以及计算机磁盘的磁头驱动均采用直线步进电机;直线步进电机在数据设备、情报设备中也有广泛应用;另外,日本正在进行将直线步进电机做为人工心脏动力源的研究工作,从而将直线步进电机的应用拓展到医学领域;还有集成电路制作、焊接封装等工业生产流水线上,智能机械手和智能机器人中都需要高定位精度、高可靠性的直线运动驱动器,而直线步进电机很容易与微型计算机相结合构成这种驱动器,所以在工业生产线和机械制造加工领域直线步进电机也有很好的应用前景‰”。诜⒄垢趴黾坝τ我国步进电机的研究及制造起始于上世纪年代后期。上世纪年代以来,直线步进电机的研究发展较快,中国科学院电工研究所、上海工业大学、西安交通大学、浙江大学、太原理工大学等高等学校对直线步进电机进行理论研究,并取得直线步进电机是步进电机家族中近年来发展较快、具有广阔应用前景的重要一转换装置,结构大为简化,在需要直线驱动的场合从定位精度、工作效率和能源节发展,直线步进电机的发展前景将更加广阔“直线步进电机的发展及应用夥⒄垢趴黾坝