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原标题:小型电暖风机取暖器气动薄膜调节阀

浏览次数:106 时间:2020-01-07

  步进电机工作原理及实现PPT_工学_高等教育_教育专区。步进电机工作原理及实现PPT

  4.4.1 步进电机工作原理 图4—40 步进电机原理图 40 P129 微机控制技术 4.4.1 步进电机工作原理 1.步进电机 1.步进电机 是一个数字/角度转换器, (1)是一个数字/角度转换器, 也是一个串行的数/模转换器。 也是一个串行的数/模转换器。 是过程控制及仪表中的主要控制元件。 (2)是过程控制及仪表中的主要控制元件。 (3)广泛用于定位系统 概念: 2. 概念: 步进电机旋转的根本原因:错齿。 (1)步进电机旋转的根本原因:错齿。 术语: (2)术语:齿距角 步距角 (3)通电一周,转子转过一个齿距角, 通电一周,转子转过一个齿距角, 为几,一个齿距角分几步走完。 N 为几,一个齿距角分几步走完。 微机控制技术 4.4.2 步进电机控制系统原理 41步进电机控制系统的组成 图4—41步进电机控制系统的组成 41 p129 微机控制技术 4.4.2 步进电机控制系统原理 (1)步进控制器 包括:缓冲寄存器、环形分配器、 ① 包括:缓冲寄存器、环形分配器、控制逻辑及 正、反转向控制门等。 反转向控制门等。 作用: ② 作用: 把输入脉冲转换成环型脉冲,以控制步进电机的转向。 把输入脉冲转换成环型脉冲,以控制步进电机的转向。 采用计算机控制系统,由软件代替步进控制器。 ③ 采用计算机控制系统,由软件代替步进控制器。 优点:线路简化,降低成本降低,气动薄膜调节阀可靠性提高。 优点:线路简化,降低成本降低,可靠性提高。 灵活改变步进电机的控制方案,使用起来很方便。 灵活改变步进电机的控制方案,使用起来很方便。 (2)功率放大器 把环型脉冲放大,以驱动步进电机转动。 把环型脉冲放大,以驱动步进电机转动。 微机控制技术 4.4.2 步进电机控制系统原理 图4—42 用微型机控制步进电机原理系统图 42 p130 微机控制技术 4.4.2 步进电机控制系统原理 图4—42 与 图4—41相比: ? 用微型机代替了步进控制器把并行二进制码转换成 串行脉冲序列,并实现方向控制。 串行脉冲序列,并实现方向控制。 ? 只要负载是在步进电机允许的范围之内, 只要负载是在步进电机允许的范围之内, 每个脉冲将使电机转动一个固定的步距角度。 每个脉冲将使电机转动一个固定的步距角度。 ? 根据步距角的大小及实际走的步数,只要知道初始 根据步距角的大小及实际走的步数, 位置,便可知道步进电机的最终位置。 位置,便可知道步进电机的最终位置。 微机控制技术 4.4.2 步进电机控制系统原理 本课主要解决如下几个问题: 本课主要解决如下几个问题: 用软件的方法实现脉冲序列; (1) 用软件的方法实现脉冲序列; (2) 步进电机的方向控制; 步进电机的方向控制; 步进电机控制程序的设计。 (3) 步进电机控制程序的设计。 微机控制技术 4.4.2 步进电机控制系统原理 1.脉冲序列的生成 图4—43 脉冲序列 P130 43 微机控制技术 4.4.2 步进电机控制系统原理 由数字元件电平决定。小型电暖风机取暖器 ★ 脉冲幅值 由数字元件电平决定。 TTL 0 ~ 5V CMOS 0 ~ 10V 接通和断开时间可用延时的办法控制。 ★ 接通和断开时间可用延时的办法控制。 要求:确保步进到位。 要求:确保步进到位。 微机控制技术 4.4.2 步进电机控制系统原理 2.方向控制 步进电机旋转方向与内部绕组的通电顺序相关。 步进电机旋转方向与内部绕组的通电顺序相关。 三相步进电机有三种工作方式: 三相步进电机有三种工作方式: 单三拍, ★ 单三拍,通电顺序为 A→B→C ; 双三拍, AB→BC→ ★ 双三拍, 通电顺序为 AB→BC→CA ; 三相六拍, ★ 三相六拍,通电顺序为 A→AB→B→BC→C→CA ; 改变通电顺序可以改变步进电机的转向 微机控制技术 4.4.2 步进电机控制系统原理 3.步进电机通电模型的建立: 3.步进电机通电模型的建立: 步进电机通电模型的建立 (1)用微型机输出接口的每一位控制一相绕组, 用微型机输出接口的每一位控制一相绕组, 控制三相步进电机时, 【例如】用 8255 控制三相步进电机时, 例如】 可用 PC.O、PC.1、PC.2 分别接至步进电机的 PC.O、PC.1、 三相绕组。气动薄膜调节阀 A、 B、 C 三相绕组。 (2)根据所选定的步进电机及控制方式,写出相应控制方 根据所选定的步进电机及控制方式, 式的数学模型。 式的数学模型。 上面讲的三种控制方式的数学模型分别为: 上面讲的三种控制方式的数学模型分别为: 微机控制技术 4.4.2 步进电机控制系统原理 ★ 三相单三拍 步 序 1 2 3 控 制 位 PC. PC. PC. PC. PC. PC. PC. PC. 6 5 2 1 7 4 3 0 C相 B 相 A 相 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 工 作 状 态 A B C 控 制 模 型 01H 02 H 04 H 微机控制技术 ★ 三相双三拍 P1口 P1口 P1.2 、P1.1、P1.0 对应 C、B、A P1.1、 进 控 。 4.4.2 步进电机控制系统原理 ★同理,可以得出双三拍和三相六拍的控制模型: 同理,气动薄膜调节阀可以得出双三拍和三相六拍的控制模型: 03H,06H, 双三拍 03H,06H,05H ★ 三相六拍 01H,03H,02H,06H,04H,05H 01H,03H,小型电暖风机取暖器02H,06H,04H, 以上为步进电机正转时的控制顺序及数学模型, 以上为步进电机正转时的控制顺序及数学模型, 如按逆序进行控制,步进电机将向相反方向转动。 如按逆序进行控制,步进电机将向相反方向转动。 微机控制技术 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 4.步进电机与微型机的接口电路 4.步进电机与微型机的接口电路 (1)由于步进电机的驱动电流较大,所以微型机与 由于步进电机的驱动电流较大, 步进电机的连接都需要专门的接口及驱动电路。 步进电机的连接都需要专门的接口及驱动电路。 ? 接口电路可以是锁存器,也可以是可编程接口芯片, 接口电路可以是锁存器,也可以是可编程接口芯片, 8255、8155等 如 8255、8155等。 ? 驱动器可用大功率复合管,也可以是专门的驱动器。 驱动器可用大功率复合管,也可以是专门的驱动器。 光电隔离器,一是抗干扰,二是电隔离, 光电隔离器,一是抗干扰,二是电隔离, 微机控制技术 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 图4—44 步进电机与微型机接口电路之一 44 p133 0 1 1 0 0 0 1 微机控制技术 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 总之, 总之, 只要按一定的顺序 P1.0~ 三位通电的状况, 改变 P1.0~P1.2 三位通电的状况, 即可控制步进电机依选定的方向步进。 即可控制步进电机依选定的方向步进。 微机控制技术 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 由于步进电机运行时功率较大, 由于步进电机运行时功率较大, 可在微型机与驱动器之间增加一级光电隔离器, 可在微型机与驱动器之间增加一级光电隔离器, 以防强功率的干扰信号反串进主控系统。 以防强功率的干扰信号反串进主控系统。 如 图4-25 微机控制技术 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 图4—45 步进电机与微型机接口电路之二 45 1 0 1 p133 0 1 0 0 1 0 微机控制技术 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 2.步进电机程序设计 2.步进电机程序设计 (1)步进电机程序设计的主要任务是: ★ 判断旋转方向; 判断旋转方向; 按顺序传送控制脉冲; ★ 按顺序传送控制脉冲; 判断所要求的控制步数是否传送完毕。 ★ 判断所要求的控制步数是否传送完毕。 (2)程序框图 下面以三相双三拍为例说明这类程序的设计. 微机控制技术 图4.46 三相双三拍步进电机控制程序流程图 微机控制技术 p134 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 根据图4 46可写出如下步进电机控制程序 (3)程序 根据图4-46可写出如下步进电机控制程序 0100H ORG 0100H ROUNT1 步进电机步数→A ROUNT1:MOV A,#N ;步进电机步数 A 00H LOOP2 反向, LOOP2 JNB 00H,LOOP2 ;反向,转 LOOP2 LOOP1 03H 正向, LOOP1: MOV P1,#03H ;正向,输出第一拍 ACALL DELAY ;延时 DEC A ;A=0,转DONE JZ DONE 06H MOV P1,06H ;输出第二拍 ACALL DELAY ;延时 DEC A ;A=0,转DONE JZ DONE 05H MOV P1,05H ;输出第三拍 ACALL DELAY ;延时 LOOP1 DEC A ;A≠0,转LOOP1 0 LOOP1 JNZ LOOP1 微机控制技术 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 AJMP LOOP2: LOOP2: MOV ACALL JZ MOV ACALL DEC JZ MOV ACALL DEC JNZ DONE: DONE: RET DELAY: M : DONE P1, P1,03H DELAY DONE P1, P1,05H DELAY A DONE P1, P1,06H DELAY A LOOP2 ;A=0,转DONE 反向, ;反向,输出第一拍 延时DEC A; ;延时DEC A;A=0,转DON ;输出第二拍 ;延时 ; ;输出第三拍 ;延时 ;A≠0,转LOOP2 0 微机控制技术 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 对于节拍比较多的控制程序, 对于节拍比较多的控制程序, 通常采用循环程序进行设计。 通常采用循环程序进行设计。 微机控制技术 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 (4)循环程序 作法: 作法: 模型按顺序存放在内存单元中 ? 把环型节拍的控制模型按顺序存放在内存单元中, 把环型节拍的控制模型按顺序存放在内存单元中, ? 逐一从单元中取出控制模型并输出。 逐一从单元中取出控制模型并输出。 ? 节拍越多,优越性越显著。 节拍越多,优越性越显著。 以三相六拍为例进行设计, 以三相六拍为例进行设计, 其流程图如图4 47所示。 47所示 其流程图如图4—47所示。 微机控制技术 ROUTN2 LOOP0 LOOP2 LOOP1 图4—47 三相六拍步进电机控制程序框图 47 P137 微机控制技术 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 图4-47所示三相六拍步进电机控制程序如下: 47所示三相六拍步进电机控制程序如下: 所示三相六拍步进电机控制程序如下 ROUTN2 ROUTN2: LOOP0 LOOP0: LOOP1 LOOP1: 8100H ORG 8100H MOV R2, COUNT 00H MOV R3, #00H DPTR, MOV DPTR,#POINT 00H LOOP2 JNB 00H, LOOP2 MOV A, R3 MOVC A, @A+DPTR LOOP0 LOOP0 JZ MOV P1, A ACALL DELAY INC R3 R2, LOOP1 DJNZ LOOP1 RET ;步进电机的步数 ;送控制模型指针 反转, LOOP2 ;反转,转LOOP2 ;取控制模型 ;控制模型为00H,转LOOP0 控制模型为00H LOOP0 00 ;输出控制模型 ;延时 控制步数加1 ;控制步数加1 步数未走完, ;步数未走完,继续 微机控制技术 4.4.3 步进电机与微型机的接口及程序设计 LOOP2: LOOP2: MOV ADD MOV M M A,R3 A,#07H R3, R3,A ;求反向控制模型的偏移量 AJAMP LOOP1 DELAY: DELAY: ;延时程序 POINT DB DB 正向控制模型 01H,03H,02H,06H,04H,05H,00H ;正向控制模型 01H,05H,04H.06H,02H,03H,00H ;反向控制模型 COUNT POINT EQU 30H, EQU 0150H 微机控制技术 4.4.4 步进电机步数及速度的确定方法 两个重要的参数: 两个重要的参数: ? 步数 N 控制步进电机的定位精度。 控制步进电机的定位精度。 ? 延时时间 DELAY 控制其步进的速率。 控制其步进的速率。 微机控制技术

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