步进电机控制技术综合实验

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1、步进电机控制技术综合实验实验目的了解步进电机的工作原理和基本控制原理。掌握用PLC控制步进电机硬件连线和梯形图编程方法；掌握MPC07运动控制卡对步进电机的控制及其工作原理熟练使用VB进行运动轨迹的编程通过本实验提高学生对自动化控制的熟悉和了解,锻炼学生的动手和实践能力实验器材和设备PLC模块计算机一台EM-300型步进电动机控制系统一台一维工作台(带步进电机α=1.8°)一台MPC07演示软件PLC应用板(omronSYSMACCPM2A)一块步进电机驱动器一块霍尔传感器一个多功能电源板一块导线若干实验要求能够实现以下工作循环过程(全自动单周期)如下图：行程快进工进快退速度实现工作台断电

2、后通电自动复位功能，即任意位置能够自动返回到零位。利用行程开关实现极限位置保护功能（即滑块触到极位开关就停止运行）行程快进工进快退速度实验仪器简介：步进电机是一种电脉冲信号转换成机械角位移的机电执行元件。当有脉冲信号输入时，步进惦记就一步一步的转动，每个输入脉冲对应电机的一个固定转角，故称为步进电机。步进电机属于同步电机，多数情况用做伺服电机，且控制简单，工作可靠，能够得到较高的精度。它是唯一能够以开环结构用于数控机床的伺服电动机。步进电机按其励磁相数可分为三相、四相、五相、六相等；按其工作原理可分为反应式、永磁式合混合式三大类。〈一〉、步进电机概述实验仪器简介：步进电机是一种电脉冲信号转

3、换成机械角位移的机电执行元件。当有脉冲信号输入时，步进惦记就一步一步的转动，每个输入脉冲对应电机的一个固定转角，故称为步进电机。步进电机属于同步电机，多数情况用做伺服电机，且控制简单，工作可靠，能够得到较高的精度。它是唯一能够以开环结构用于数控机床的伺服电动机。步进电机按其励磁相数可分为三相、四相、五相、六相等；按其工作原理可分为反应式、永磁式合混合式三大类。〈一〉、步进电机概述实验仪器简介：3、步进电机的基本特点：步进电机受点脉冲信号的控制。每输入以各脉冲信号，就变换以磁绕组的通电状态，电机就相应的转动以步，因此电机的总回转角合输入脉冲个数严格成正比关系，电机的转速则正比于脉冲的输入频率

4、。改变步进电机的定子绕组的通电顺序，可以获得所需要的转向。改变输入脉冲频率，则可以得到所需要的转速（但是不能够超出极限频率）。当步进电机脉冲输入停止时，只要维持绕组的激励电流不变，电机保持在原固定位置上，因此可以获得较高的定位精度，不需要安装机械制动装置从而达到精确制动。误差不长期积累，转角精度高。由于每转过360°后，转子的累积误差为零，转角精度较高。反映时间快。缺点：效率低、没有过载能力。〈一〉、步进电机概述实验仪器简介：4、步距角的大小和通电方式、转子齿数、定子励磁绕组的相数的关系：（本实验α=1.8°）α=360°/mZKm——步进电机的相数；Z——转子齿数；K——通电方式系数。相

5、邻两次通电，相的数目相同K=1；相邻两次通电，相的数目不同K=2。〈一〉、步进电机概述实验仪器简介：MPC07主要适用于点位运动控制系统。MPC07控制卡是基于PC机PCI总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，它与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；MPC07卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。每块MPC07卡可控制4轴步进电机或数字式伺服电机，并支持多卡共用，以实现多于四个运动轴的控制；每轴

6、均可输出脉冲和方向信号，以控制电机的运转；同时，可外接原点、减速、限位等开关信号，以实现回原点、保护等功能，这些开关信号由MPC07卡自动检测并作出反应。另外，MPC07卡提供了的通用I/O接口，用于开关量控制。〈二〉、MPC07运动控制卡的软硬件实验仪器简介：4.MPC07卡采用先进的控制芯片，具有梯形升降速曲线，最高输出频率可达4.0MHz，有编码器反馈端口，主要适用于步进电机控制系统，也可用于有编码器反馈的数字式交流伺服系统。5MPC07配备了功能强大、内容丰富的Windows驱动程序、DLL函数库及示例程序。MPC07在插补算法和运动函数的执行效率方面采用了更有效的方法，提高了插补

7、精度、插补速度和实时性。利用MPC07的示例程序既可以很快地熟悉MPC07控制卡的软、硬件功能，又可以方便快捷地测试执行电机及驱动系统在完成各种运动时的性能特性。MPC07运动函数库用于二次开发，用户只要用VC＋＋或VisualBasic等支持Windows标准32位动态链接库（DLL）调用的开发工具编制所需的用户界面程序，并把它与MPC07运动库链接起来，就可以开发出自己的控制系统，例如：数控系统、检测设备、自动生产线