步进电机转速控制系统设计文献综述

 2021-12-31 22:43:01

全文总字数:4023字

随着科学技术的发展,步进电机的出现大大提高了人们的工作效率。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电机。在非超载的情况下,电机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。它的旋转是以固定的角度一步一步运行的,可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的,也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。现如今,步进电机在我们生活中得到了广泛的应用。摘 要

正是由于步进电机具有突出的优点,所以成了机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。比如在数控系统中就得到广泛的应用。目前世界各国都在大力发展数控技术,我国的数控系统也取得了很大的发展,我国己经能够自行研制开发适合我国数控机床发展需要的各种档次的数控系统。其中华中数控系统解决了“五轴联动”[6],为“神州”系列飞船顺列升空立下了汗马功劳。

AT89C51单片机由美国ATMEL公司生产,具有低电压和高性能等特点,并且属于CMOS8位单片机系列[8]。单片机是计算机技术,大规模集成电路技术和控制技术的综合产物。经过30多年的发展历程,单片机应用已经十分广泛而深入。可以毫不夸张地说,任何设备和产品的自动化、数字化和智能化都离不开单片机[5]。单片机技术已近深入社会各个领域,应用范围十分广泛。

关键词:AT89C51单片机;步进电机;控制系统

1 引言:

步进电机系统由驱动器、控制器及步进电机构成。步进电机根据种类的不同,可以分为反应式、永磁式和混合式。步进电机因其价格便宜,对噪声、负载和精度的要求都不高,被广泛应用于ATM机、医疗设备、机器人等领域。用AT89C51单片机控制步进电机使得控制更加方便简洁。

步进电机又称脉冲式电动机,已有80年左右的历史。随着微电子和计算机的发展,步进电机的需求量与日俱增。目前,步进电机被广泛应用在数控机床中。在数控机床生产等应用领域中,有三分之二都是采用步进电机作为控制系统来控制的[1]。步进电机还可以应用于一些有定位要求的场合,例如:包装机、线切割的工作台拖动。步进电机的应用很广泛,凡需要对转角进行精确控制的,使用步进电机都可以达到理想的控制效果。总的来说,步进电机惯量低、精度高、无累积误差、控制简单。步进电机的控制,对于提高工业定位技术、产品的革新、提高合格率和国际竞争力有着很重要的现实意义。

步进电机的驱动比较简单,没有累积误差[8],被广泛应用于自动控制系统中。然而,步进电机有两个明显的缺点:低速运行时的震动和噪音相对较大;频率突变过大时容易发生堵转、失步。这两个缺点对系统的精度会产生较大的影响。

2 研究现状

2.1 国内外研究概况

目前步进电机主要有感应子式步进电机[2]、反应式步进电机、混合式步进电机。而在步进电机的发展过程,出现了多种控制方案。

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