步進電機控制系統設計本科畢業設計論文(已修改)

　

【正文】 畢業設計（論文）開題報告設計（論文）題目： 步進電機控制系統設計 題目類型（打√選擇）設計（ ）論文（ ）一、文獻綜述1步進電機的基本原理與優缺點：步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規下使用。它必須由雙環形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業知識。國內外對步進電機控制系統研究的歷史和現狀 步進電機的機理是基于最基本的電磁鐵作用，其原如模型起源于1830年至1860年間。1870年前后開始以控制為目的的嘗試，應用于氬弧燈的電極輸送機構中。這被認為是最初的步進電機。此后，在電話自動交換中廣泛使用了步進電機。不久又在缺乏交流電源的船舶和飛機等獨立系統中廣泛使用?！　?0世紀60年代后期，在步進電機本體方面隨著永磁材料的發展，各種實用性步進電機應運而生，而半導體技術的發展則推進了步進電機在眾多領域的應用。在近30年間，步進電機迅速地發燕并成熟起來。從發展趨向來講，步進電機已經能與直流電機、異步電機、以及同步電機并列，從而成為電機的一種基本類型。我國步進電機的研究及制造起始于本世紀50年代后期。從50年代后期到60年代后期，主要是高等院校和科研機構為研究一些裝置而使用或開發少量產品。這些產品以多段結構三相反應式步進電機為主。70年代初期，步進電機的生產和研究有所突破。除反映在驅動器設計方面的長足進步外，對反應式步進電機本體的設計研究發展到一個較高水平。70年代中期至80年年代中期為成品發展階段，新品種高性能電機不斷被開發。自80年代中期以來，由于對步進電機精確模型做了大量研究工作，各種混合式步進電機及驅動器作為產品廣泛利用。 主要工作的思路方法 將功能強大與應用簡單的單片機與應用廣泛而且精度高的步進電機結合起來實現單片機對步進電機的控制，通過簡單程序實現復雜操作，按照我們的要求控制電機運行。在日常生活中，將兩者結合的設計的系統應用在一定要求的實物中，不僅節約成本而且功能完善，安全可靠。雖然步進電機的研究已經很成熟，然而為了滿足工業發展的需要，擁有不同功能的步進電機被不斷研發出來，這就決定了我們必須熟練地對電機精確控制?！靖袷剑瑑热莶簧钊搿?設計（論文）主要內容 設計目標 這個課題就是用AT89C51單片機設計一個步進電機的控制系統，通過具體的設計使我掌握： （1）、掌握AT89C51單片機應用系統的軟硬件開發過程 （2）、熟悉步進電機的驅動原理 （3）、掌握步進電機的控制方法 （4）、掌握系統原理圖設計方法 （5）、掌握系統印制板圖設計方法 （6）、掌握系統軟硬件調試方法 設計的基本內容此步進電機控制系統實現了以下功能：(1) 鍵盤功能鍵實現對步進電機運行方式的控制，數字鍵實現對電機參數的設置。(2) 顯示器能夠顯示電機運行的步數。(3) 通過鍵盤輸入預定步數，實現單片機對步進電機帶動負載進行預定工作的控制。本系統采用加速定位控制，避免了啟動速度過大而使電機不能正常啟動。(4) 通過點動與低速運行，實現對步進電機位置的自由控制。設計成果形式（1） 畢業設計任務進度細則。（2） 系統硬件電路圖1張，系統程序流程圖1張。 （3） 設計說明書1份（含程序清單），實現對步進電機的轉動方向、速度、位置的控制。 （4） 答辯演示文稿1份。 這個課題就是用AT89C51單片機設計一個步進電機的控制系統，通過具體的設計使我掌握： （1）、掌握AT89C51單片機應用系統的軟硬件開發過程 （2）、熟悉步進電機的驅動原理 （3）、掌握步進電機的控制方法 （4）、掌握系統原理圖設計方法 （5）、掌握系統印制板圖設計方法 （6）、掌握系統軟硬件調試方法【寫的太多，簡單些】三、設計（研究）方案根據設計要求可將設計分成兩部分來實現： 驅動系統電路設計；驅動系統電路原理；，L297在單片機提供的時鐘脈沖下，產生穩定頻率的四拍驅動信號，信號經L298放大后，驅動電機的各相繞組，實現電機的運行，通過中斷延時程序改變單片機輸出的脈沖，步進電機隨著不同的脈沖信號分別作正傳、反轉、加速、減速和停止等動作。 軟件設計：采用中斷方式：。【方案寫的太少】四、工作進度安排3~4周 查閱文獻、搜集資料、熟悉理論知識5~6周 論證和擬定所設計系統的總體方案，撰寫開題報告7~11周 撰寫并提交畢業設計論文初槁，指導教師批改論文，給出指導意見，學生修 改論文，定初稿11~12周 撰寫畢業設計論文 13~15周 論文評閱及答辯 主要參考文獻[1] 李秉操，張登舉. 單片機接口技術及在工業控制中的應用[M].西安:陜西電子出版社，1991：175189.[2] 荀殿棟，程宗匯. 實用數字電路設計手冊[M].北京：電子工業出版社,1980：212214.[3] 劉寶廷,程樹康. 步進電機及其驅動控制系統[M].哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社，1997：11.[4] 王曉明. 電動機的單片機控制[M].北京:北京航空航天大學出版社,2002：5.[5] 陳隆昌,劉新正，：西安電子科技大學出版社，2000：232234.[6] ：哈爾濱工業大學出版社，1999：99100.[7] ：同濟大學出版社，1990：101157.[8] 孫建輝，1998,(1),2931.[9] 許永華，李剛，陳科，1995,(6), 1213.[10] :高等教育出版社，1996：286289.[11] :清華大學電子學教研組，1999：6568.[12] [J]. 測控技術，2002，(11)，6467.[13] 張迎新. ：國防科技大學出版社，1999：2028.[14] 彭華林等. WORKBENCH50 電子線路仿真，電子工業出版社，2000：1620.[15] 劉振棟. 一種設計獨特的步進電機接口電路[J]. 電工技術,2000,(1),1.六、指導教師意見簽字： 年 月 日 七、系畢業設計（ 論文）工作領導小組意見