步进电机智能控制系统设计

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1、工业自DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．06．004步进电机智能控制系统的设计王娟(贵阳学院，贵州贵阳550005)摘要：以受控电机为四相六线制的步进电机为例，以SPCE061A单片机为控制核心，以双机通讯接口为程序下载通道，选用L298N电机驱动器，从硬件和软件方面，对步进电机驱动及其控制进行了论述。该设计具有通用性，可以通过适当修改其电路及程序而对于不同步进电机，提高了系统控制的灵活性，有着很高的实用价值。关键词：步进电机；单片机；控制系统中图分类号：TM301．2文献标识码：A文章编号：1009—9492(2013)06—00

2、15—03DesignofSteppingMotorIntelligentControlSystemWANGJuan(GuiyangCollege，Guiyang550005，China)Abstract：Takingcontrolledmotorforthefourphasesixwiresteppermotorasanexample．usingSPCE061ASCMascontrolcore，withcommunicationinterfaceforprogramdownloadchannel，usingL298Nmotordrive，fromtheaspect

3、sofhardwareandsoftware，thesteppermotordriveandcontrolarediscussed．Thedesignhastheversatility，canbeachievedbyappropriatemodificationofitscircuitandprogramforsynchronousmotor，improvethesystem，sflexibility，hasveryhighpracticalvalue．Keywords：steppingmotor；singlechipmicrocomputer；controlsys

4、tem1步进电机概述电机则转过一个步距角，而不受负载变化的影步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线响。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周位移的开环控制组件，被广泛应用于自动控制期性的误差而无累积误差等特点。使得将步进电系统中llJ。步进电机细分驱动技术可减小步进电机用在速度、位置等控制领域非常简单。单相步机步进角，提高电机运行平稳性，减小或消除进电机是由单路电脉冲来驱动，输出功率很小，步进电动机的低频振荡，降低噪声，显著改善多用于微小功率驱动。多相步进电机由多相方波其动态性能，增加控制的灵活性等，从而满足脉冲驱动，在很多领域都能用到。使用多相步进某些高精密定位、

5、精密加工等方面的要求[2-4]。电机时，脉冲分配器会将单路电脉冲信号转换为传统的步进电机具有控制方法单一、难于实现人多相脉冲信号，再经功率放大后分别送人步进电机交互、电路复杂、控制精度低、生产成本高等机各项绕组。脉冲分配器每接到一个脉冲，就会缺点[51。变化电机各相的通电状态，转子会转过一定的角步进电机最大的特点就是通过输入脉冲信号度，这个角度称为步距角。倘若连续输人一定频来进行控制，输入脉冲数决定了电机总转动角率的脉冲，电机的转速与输入脉冲的频率具有严度，而脉冲信号频率决定了电机的转速。因此适格的对应关系，负载的变化和电压波动不会对其合于单片机控制，单片机通过向步

6、进电机驱动电产生任何影响。然而步进电机转过的总角度又是路发送控制信号就能实现步进电机的控制[61。由输人的脉冲数所决定的，并且成正比关系。在1．1步进电机的工作原理非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取非超载的情况下，给电机加一个脉冲信号，决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化收稿日期：2013—01—26自动化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过动机的上卷机械上。其它也有用在出力为1W以一个步距角。下的超小型电机上，总之，VR型的数量是非常少的。步进角的种类有15。、7．5。、1．8。等，其中以激磁线圈1．5。步进最为普及。两段图1PM型步进电机的原

7、理图(2相单极)1．2步进电机的种类步进电机按转子的材料可以分为三大类。(1)PM型(永久磁铁型)图3混合型步进电机的构造图(2相单极)PM型步进电机的原理构造如图1所示，转子(3)HB混合型(复合型)是永久磁铁所构成，更进一步地往这个周围配置了复数个的固定子。混合型步进电机的构造如图3所示。混合型因具有高精度、高转矩、微小步进角和其他优异的特征，所以被大量的使用，特别是使用在盘片记忆关系的磁头转送上。在步进角上有0．9。、1．8。、3．6。，比起其它的电机而言，具有极小的步进角。图2VR型步进电机的原理图(2相单极)PM型的特征是因为转子是永久磁铁构成的，图4