步进电动机运动控制系统

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1、本科生毕业论文（设计）册学院职业技术学院专业电气工程及其自动化班级2012届学生张士暖指导教师邸敏艳河北师范大学本科毕业论文（设计）任务书编号：2012119论文（设计）题目：步进电动机驱动的运动控制系统设计学院：职业技术学院专业：电气工程及其自动化班级：2008级学生姓名：张士暖学号：2008013226指导教师：邸敏艳职称：副教授1、论文（设计）研究目标及主要任务研究目标:本设计想要完成的是步进电动机带动叶片旋转，即模拟风扇转动,且能实现风扇的正反转及加减速运动。主要任务:通过对步进电动机的学习，掌握步进电动机的驱动控制方法，利用单片机驱动步进电机去控制运动

2、控制系统按预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。2、论文（设计）的主要内容首先了解步进电动机驱动控制方法，根据设计任务进行方案选择；然后根据已选方案确定控制电路，根据控制要求确定各元件型号；硬件完成以后，编写应用程序，调试程序，最终能完成预定目标。3、论文（设计）的基础条件及研究路线基础条件：具有一定的步进电动机专业知识基础和单片机应用基础，图书馆和校园网可提供多种文献资料的查阅平台，并具备相应的计算机软件支持。研究路线：通过查阅资料，对步进电动机的驱动控制方法进行全面的认识和了解；确定系统的设计方案，根据实际的设计需要选择合适的器件，进行系统的硬件和软件设计

3、，最后进行系统的仿真。4、主要参考文献[1]芮延年.机电一体系统综合设计及应用实例.北京：中国电力出版社,2011:202-213[2]高卫东,辛友顺,韩彦征.51单片机原理与实践.北京：北京航空航天大学出版社，2008：25-50[3]袁中凡,李彬彬.机电一体化技术,第二版.北京：电子工业出版社，2010:170-178[4]董景新,赵长德.机电一体化系统设计.北京：机械工业出版社，2007：166-192[5]IsaoTakahashi,ToshihikoNoghchi.Anewresponseandhigh-efficiencycontrolstrateg

4、yofamotor.[IEEETransonIndAppl].1986,22(5):818-8305、计划进度阶段起止日期1根据选题，查阅资料，确定方案2012.1.4—2012.1.152在教师指导下，撰写论文开题报告2012.2.15—2012.3.113根据任务书，通过查阅相关资料开始撰写论文2012.3.11—2012.4.84初稿完成，学校检查2012.4.9—2012.5.15修改初稿，完成论文2012.5.1—2012.5.126论文评审2012.5.13—2012.5.24指导教师：年月日教研室主任：年月日河北师范大学本科生毕业论文（设计）开题报

5、告书职业技术学院电气工程及其自动化专业2012届学生姓名张士暖论文（设计）题目步进电动机驱动的运动控制系统设计指导教师邸敏艳专业职称副教授所属教研室电气技术研究方向电机控制课题论证：步进电机广泛应用与工业自动控制，数控机床，组合机床，机器人，计算机外围设备，照相机，大型望远镜，卫星天线定位系统等等，随着经济的发展，技术的进步和电子技术的发展，步进电机的应用领域更加广阔，同时也对步进电机的运行性能提出了更高的要求。步进电动机运动控制系统是一种开环控制系统。它的组成包括运动控制软件、脉冲分配器、驱动电路、步进电动机以及传动装置等。计算机中运动控制软件通过程序编译，产

6、生运动指令，它包括脉冲信号和转向信号。脉冲分配器根据运动要求转换为合适的脉冲序列，然后经过功率驱动器进行功率放大，依次加到步进电机的各相绕组上，最终让步进电机旋转起来。脉冲分配器的作用是接收运动指令，转换为合适的脉冲序列，然后经过驱动电路加到步进电机相绕组上，使步进电机按一定方式工作。实现脉冲分配方法有三种：一是采用计算机软件，利用查表或计算方法分配；二是采用小规模集成电路搭接而成；三是采用专用脉冲分配器。步进电动机接受数字脉冲转换为模拟的输出轴运动，易于和数字电路接口。但是，一般数字信号能量太弱，不能直接驱动步进电机，所以必须有专门的驱动电路来驱动电机。常见的

7、驱动电路有单极性驱动电路，一般适用于反应式电机；双极性电路，适用于混合式和永磁式电机；斩波恒流驱动电路，是一种比较完善的电路；细分电路，通过控制各相绕组中电流的大小和比例，使步矩角减小到原来的几分之一至几十分之一，提高了电动机的分辨率，又能平滑步进运动，减小甚至消除震荡。单片机是集成度很高的芯片。它是把计算机的主要部分，即运算器、控制器、存储器和I/O接口，以及定时器/计数器、中断系统都集成在一个芯片上的单片微型计算机。单片机还具有体积小、功耗小、成本低、价格低廉以及控制功能强等特点，所以使得它在社会生产、生活的各个领域不断扩展。单片机可以与步进电动机结合起来进

8、行精确的速度及位置控制。