闭环步进电机

几种典型的步进电机闭环控制系统 默认分类 2010-08-15 13:46:09 阅读122 评论0 字号：大中小 订阅 步进电机的闭环控制系统

郭 宏（哈尔滨工业大学）

【摘要】 系统阐述了步进电动机闭环控制系统的优点，给出了几种典型的闭环控制系统，并提出了步进电动机高精度定位系统的设计思想。

【叙

l概述

能够将电的脉冲信号转换成相应的角位移，是一种离散型自动化执行元件。随着计算机控制系统的发展，步进电动机广泛应用于同步系统、直线及角位系统、点位系统、连续轨迹控制系统以及其它自动化系统中，是高科技发展的一个重要环节。

2步进电动机闭环系统与开环系统比较[1-5]

步进电机的主要优点之一是适于开环控制。在开环控制下，步进电动机受具有予定时间间隔的脉冲序列所控制，控制系统中无需反馈传感器和相应的电子线路。这种线路具有简单、费用低的特点，使步进电动机的开环控制系统得以广泛的应用。

步和难以实现高速。另一方面，开环控制的步进电动机系统的精度要高于分级是很困难的，其定位精度比较低。因此，在精度和稳定性标准要求比较高的系统中，就必须果用闭环控制系统。

步进电动机的闭环控制是采用位置反馈和（或）速度反馈来确定与转子位置相适应的相位转换，可大大改进步进电动机的性能。

几种典型的步进电机闭环控制系统

默认分类 2010-08-15 13:46:09 阅读122 评论0 字号：大中小 订阅

步进电机的闭环控制系统 郭 宏（哈尔滨工业大学）

【摘要】 系统阐述了步进电动机闭环控制系统的优点，给出了几种典型的闭环控制系统，并提出了步进电动机高精度定位系统的设计思想。 【叙 词】步进电机闭环系统／高精度定位 l概述

步进电机是机电一体化产品中的关键元件之一，是一种性能良好的数字化执行元件。它能够将电的脉冲信号转换成相应的角位移，是一种离散型自动化执行元件。随着计算机控制系统的发展，步进电动机广泛应用于同步系统、直线及角位系统、点位系统、连续轨迹控制系统以及其它自动化系统中，是高科技发展的一个重要环节。 2步进电动机闭环系统与开环系统比较[1-5]

步进电机的主要优点之一是适于开环控制。在开环控制下，步进电动机受具有予定时间间隔的脉冲序列所控制，控制系统中无需反馈传感器和相应的电子线路。这种线路具有简单、费用低的特点，使步进电动机的开环控制系统得以广泛的应用。

但是，步进电机的开环控制无法避免步进电动机本身所固有的缺点，即共振、振荡、失步和难以实现高速。另一方面，开环控

步进电机 工作原理

步进电机 工作原理

步进电机 工作原理

步进电机 工作原理

步进电机 工作原理

步进电机 工作原理

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步进电机 工作原理

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步进电机 工作原理

步进电机 工作原理

步进电机 工作原理

成绩

课 程 设 计 报 告

设计题目 步进电机控制系统设计

课程名称

计算机控制技术B

姓名

学号

班级

教师

设计日期 2011年 7 月 8 日

计算机控制技术课程设计报告

步进电机控制系统设计

摘 要

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。微电子学的迅速发展和微型计算机的普及与应用，为步进电动机的应用开辟了广阔前景，使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现，既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性，可靠性及多功能性。在当今社会的各个领域步进电机无处不在，应用领域涉及机器人、工业电子自动化设备、医疗器件、广告器材、舞台灯光设备、印刷设备、计算机外部应用设备等等。

本设计采用8088CPU对步进电机进行控制，通过8255I/O口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号，信号经过驱动芯片驱动步进电机；实现步进电机正反

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。

反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大，可通过驱动器细分技术解决．（绣框驱动）

混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。（绣框 金片） 步进电机的一些基本参数：

步距角：表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°（表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°），这个步距角可以称之为?

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。

反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大，可通过驱动器细分技术解决．（绣框驱动）

混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。（绣框 金片） 步进电机的一些基本参数：

步距角：表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°（表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°），这个步距角可以称之为?

步进电机

是一种作为控制用的特种电机，它的旋转是以固定的角度（称为“步距角”）一步一步运行的，其特点是没有积累误差（精度为 100% ），所以广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动，这种装置就是步进电机驱动器，它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移，或者说：控制系统每发一个脉冲信号，通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

为了让更多的用户了解步进电机及步进电机驱动器，选择到最适合自己使用要求的步进电机和步进电机驱动器，特将有关选型原则介绍如下：（仅供参考）

1. 首先确定步进电机拖动负载所需要的扭矩。最简单的方法是在负载轴上加一杠杆，用弹簧秤拉动杠杆，拉力乘以力臂长度既是负载力矩。或者根据负载特性从理论上计算出来。由于步进电机是控制类电机，所以目前常用步进电机的最大力矩不超过 70Nm ，力矩越大，成本越高，如果您所选择的电机力矩较大或超过此范围，可以考虑加配减

步进电机简介及选型方法

如何选择合适的步进电机

1. 负载分类：

（1）Tf力矩负载：

Tf = G·r

G 重物重量 r 半径

（2）TJ惯性负载：

J = M（R12+R22）/ 32 （Kg·cm）

M：质量

R1：外径

R2：内径

TJ = J·dw/dt dw/dt 为角加速度

2.力矩曲线图的说明

力矩曲线图是步进电机输出特性的重要表现，以下是我们对其中关键词语的解释。

步进电机简介及选型方法

说明：

1. 工作频率点：表示步进电机在该点的转速值。单位：Hz

n=Θ*Hz / （360*D）

n 转/秒

Hz 该点的频率值

D 电路的细分值，

Θ步进电机的步距角

例：1.8步进电机，在1/2细分驱动的情况下（即每步0.9）500Hz 时，其速度是 1.25转/秒

2. 起动区域：步进电机可以直接起动或停止的区域。

3. 运行区域：在这个区域里，电机不能直接运行，必须先要在起动区域内起动，然后通过加速的方式，才能到达该工作区域内。同样，在该区域内，电机也不能直接制动，否则就会造成失步，必须通过减速的方式到起动区域内，在进行制动。

4. 最大起动频率点：步进电机在空载情况下，最大的直接起动速度点。

5. 最大运行频率点：步进电机在空载情况下，可以达到的最大

电气控制技术

课程设计

题 目: 步进电机的控制

院系名称： 电气工程学院 专业班级： 电气XXXX班 学生姓名： XXX 学 号

XXXXXXXXXX

指导教师： XXX

成绩： 指导老师签名： 日期：

目 录

1 系统描述即设计要求 .............................................. 2

1.1 系统概述 ................................................... 2 1.2 课题要求 .........................................

圆形电机

? ? ? 产品名称 圆形电机 产品规格 ? ? 产品价格 ? 0.00 ? 产品型号 ? ? 产品品牌 ? ? 产品范围 ? 备注：

圆形电机系列

型号 75BYG4501 75BYG4502 90BYG3501 90BYG3502 90BYG3503 90BYGH3501 90BYGH3502 90BYGH3503 90BYG4501 90BYG4502 90BYG5501 90BYG5502 90BYG5503 110BYG3500 110BYG3501 110BYG3502 110BYG3503 110BYG3504 *110BYG3505 110BYG3506 110BYG4500 110BYG4501 110BYG4502 110BYG4601 110BYG4601Z 110BYG4602 110BYG5501 110BYG5501XF 110BYG5601 110BYG5801 110BYG5502 110BYG5602 110BYG5802 110BYG5503 110BYG5504 130BYG3501 驱相 空载起空载运动保持转电动频率行频率转动惯量相电感 重量 零售价 步距角 相数 电矩