微机控制技术 第4章 程序控制和数值控制.ppt

结论：步进电机的工作原理是电磁铁的作用原理。 3．步进电机的类型可分为三大类。1）根据材料不同有 （a）反应式步进电机 转子由软磁材料制成，转子中没有绕组。它结构简单，成本低，步距角可以做的很小，但动特性较差。 （ b）永磁式步进电机 转子由永磁材料制成，转子本身是一个磁源，输出力矩大，动态性能好，步距角较大。 （ c）混合式步进电机 综合了反应式 永磁式的优点，但结构复杂，成本高。 　　2）根据运动形式分　　（a）直线步进电机　　（b）旋转步进电机 　　3）根据定子相数分　　有二相，三相，四相，五相，六相等几种． 4．步进电机的工作方式 　　步进电机可工作于单相通电方式，也可工作于双相通电方式和单相、双相交叉通电方式。选用不同的工作方式，可使步进电机具有不同的工作性能，诸如减小步距，提高定位精度和工作稳定性等。若以三相步进电机为例，则有以下3种方式。 ①单相三拍工作方式（简称单三拍） 其通电次序为A→B→C→A或者　　　　　　　　A→C→B→A。 ②双相三拍工作方式（简称双三拍） 其通电次序为AB→BC→CA→AB或AB→AC→CB→BA。 ③三相六拍工作方式 其通电次序为A→AB→BC→C→CA→A或者A→AC→C→CB→B→BA→A。 　　步进电机除三相外，还有四相、五相、六相等几种，而其中每一种均可工作于上述3种方式之一。 步进电机的工作方式 ◆ 单三拍方式 — 正向旋转，通电顺序为 A→B→C→A — 反向旋转，通电顺序为 A→C→B→A ◆ 双三拍方式 — 正向旋转，通电顺序为 AB→BC→CA→AB — 反向旋转，通电顺序为 AB→AC→CB→AB ◆ 三相六拍方式 — 正向旋转，通电顺序为 A→AB→B→BC→C→CA→A — 反向旋转，通电顺序为 A→AC→C→CB→B→BA→A 5．步进电机的控制 1）步进电机的控制方法 　　由于步进电机的转子有一定的惯性以及所带负载的惯性，故步进电机在工作过程中不能立即启动和立即停止。在启动时应慢慢地加速到一个预定速度，在停止时应提前减速，否则将产生失步现象。其次，步进电机的工作频率也有一定的限制，否则会因其速度跟不上也将产生失步现象。 　　由于以上原因，步进电机的控制方法可归结为两点：第一，按预定的工作方式分配各个绕组的通电脉冲；第二，控制步进电机的速度，使它始终遵循加速—匀速—减速的运动规律工作。 　　2） 实现的办法 　　（a）采用硬件办法用集成电路组成，构成脉冲分配器和加、减速电路来实现这种功能，则电路复杂，可靠性较差。 　　（b）采用软件办法用微型计算机来实现． 　　 　　 a ） 步进电机常规控制系统方框图 b) 步进电机微机控制系统方框图 二 步进电机与计算机接口 三相步进电机与单片机的接口电路 1）步进电机与单片机的接口电路 由于步进电机需要驱动电流较大，故单片机与步进电机连接需要专门接口电路和驱动电路。 接口电路可以用锁存器，也可以是单片机的P1口，8255可编程接口芯片。驱动器用大功率复合管，也可以用专门驱动器。 工作原理 当P1口的P1.0输出为0时，经过反相变为1，使达林顿管道通。A相绕组通电，此时P1.1，P1.2输出为1，经过反相器变为0，B相，C相不通电，以此类推。 设数据输出为“1”时，相应绕组通电 数据输出为“0”时，相应绕组断电 微型计算机 单片机 P10 P11 P12 8051 P20 P21 P22 驱动电路 驱动电路 x y 负载 x步进电机 y步进电机 步进电机的控制（9） a) 微机的运动控制功能 ◆ 改变输出脉冲数，控制步进电机的走步数 ◆ 改变各相绕组的通电顺序，控制步进电机的转向，正转、反转 ◆ 改变输出脉冲的频率，控制步进电机的转速 b) 步进电机程序设计任务 其主要任务是 一）判断旋转方向 二）顺序传送控制脉冲 三）判断所要求控制步数是否传送完毕 因此步进电机的控制程序就是完成环形分配器的任务，以控制步进电机转动，达 到转角和位移的任务。 一般采用循环程序来完成。而程序所需要的控制模型可以按顺序存放在内存之 中，然后逐一从单元中取出控制模型并输出。 2) 步进电机脉冲分配程序设计要点 。 a） 根据工作方式建立通电顺序状态表见表所列