基于proteus的步进电机闭环控制仿真毕业论文

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1、本科毕业设计论文题目基于Proteus的步进电机闭环控制仿真所在系电气与信息工程学生姓名王栋专业电子信息工程班级电信902学号09010053指导教师金印斌2013年6月摘要摘要步进电动机是一种将脉冲信号变换成相应的角位移(或线位移)的电磁装置，因为步进电机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以被认为是理想的数控机床的执行元件，由于其精确性以及其良好的性能在实际当中得到了广泛的应用。本文介绍了以51系列单片机AT89S51为控制核心所设计的步进电机控制系统，从系统的硬件仿真电路以及软件的设计方面实现了对步进电机的

2、控制。并且由传感器FC-SPX302采集转速数据进而进行关于速度的闭环控制，经过仿真验证电路证明，该仿真控制系统的随动性能好，抗干扰能力强，稳定性好。关键词：步进电机，闭环，控制I摘要IABSTRACTABSTRACTSteppermotorisapulsesignalisconvertedintothecorrespondingangulardisplacement(orlineardisplacement)ofelectromagneticdevices,becausestepmotordoesnotneedA/Dconversi

3、on,digitalpulsesignalcanbedirectlytransformedintoangulardisplacement,soItisconsideredtobeanidealactuatorofCNCmachinetools.Becauseofitsgoodperformanceandaccuracyinpracticehasbeenwidelyapplied.Thispaperintroducesto51seriesmicrocontrollerAT89S51ascontrolcoredesignofsteppin

4、gmotorcontrolsystem,Fromthehardwarecircuitsimulationandsoftwaredesignandimplementationofsteppermotorcontrol.AndusetheacquisitionspeeddatasensorFC-SPX302tomakeupaclosed-loopofspeedcontrolsystem.Throughthecircuitsimulationprove,,dynamicperformancewiththesimulationofthecon

5、trolsystem,stronganti-interferenceability,goodstability.KEYWORDS:Steppermotor，Closedloop，ControlIIIABSTRACTIII目录目录1绪论11.1步进电机国内外研究现状11.2研究主要内容及其意义21.3步进电机的单片机控制优点32步进电动机的介绍52.1步进电动机的基本原理52.2步进电动机分类52.3步进电机的一些基本参数52.3.1电机的拍数52.3.2电机固有步进角62.3.3步进电机的相数62.4步进电机结构62.4.1步进电机的

6、旋转72.5步进电动机的控制原理72.5.1换相顺序的控制82.5.2步进电动机的转向控制82.5.3步进电动机的速度控制82.5.4步进电动机的位置控制82.6步进电动机的特点93主要芯片介绍113.189S5l单片机简介113.1.1单片机的引脚功能113.1.2单片机的主要特性113.2L298简介123.2.1L298的原理123.2.2L298概述123.3光电开关144硬件设计154.1总体设计方框图154.2系统仿真图154.3步进电动机的控制方式选择164.4步进电动机的驱动方式选择17V目录4.5键盘电路设计174.

7、5.1键盘原理图174.5.2键盘功能184.6显示电路184.7测速电路195软件设计215.1PID控制算法215.1.1位置式PID的控制算法215.1.2增量式PID的控制算法225.2主程序236实验结果及分析256.1测量转速与实际转速比较256.2结论25总结27致谢29参考文献31附录A电路原理图（PROTEL）33附录B电路仿真图（PROTEUS）34附录C程序35V附录C程序1绪论1.1步进电机国内外研究现状步进电动机是一种新型增量式电机，是数字控制系统的一种执行元件。它是利用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成

8、相应的角位移或线位移的电动机。它的位移与输入脉冲信号相对应，步矩误差不长期积累，不需用电刷，电机本体部件少，易于启停、正反转及变速。用步进电机作为驱动装置构成的控制系统，具有成本低，控制简单，容易维护等优点。步进电动机问