基于单片机的步进电机控制系统的设计开题报告

基于单片机的步进电机控制系统的设计开题报告内容摘要：

缺点是串接电阻器的做法将产生大量的能量损耗，尤其是在高频工作时更加严重，因而它只适用于小功率或对性能指标要求不高的步进电机驱动。 单电压串电阻驱动是在单电压驱动技术的基础上为电枢绕组回路串入电阻，用以改善电路的时间常数以提高电机的高频特性。 它提高了步进电机的高频响应、减少了电动机的共振，也带来了损耗大、效率低的缺点。 这种驱动方式目前主要用于小功率或启动、运行频率要求不高的场合。 高低压驱动是指不论电动机的工作频率是多少，在导通相的前沿用高电压供电来提高电流的上升沿斜率，而在前沿过 后采用低电压来维持绕组的电流，即采用加大绕组电流的注入量以提高出力，而不是通过改善电路的时间常数来使矩频性能得以提高。 但是使用这种驱动方式的电机，其绕组的电流波形在高压工作结束和低压工作开始的衔接处呈凹形，致使电机的输出力矩有所下降。 这种驱动方式目前在实际应用中还比较常见。 为了弥补高低压电路中电流波形的下凹，提高输出转矩，七十年代中期研制出斩波电路，该电路由于采用斩波技术，使绕组电流在额定值上下成锯齿形波动，流过绕组的有效电流相应增加，故电机的输出转矩增大，而且不需外接电阻，整个系统的功耗下降，效 率较高，因而恒流斩波电路得到了广泛应用，本文正是应用恒流斩波技术实现了驱动控制。 为改善恒流驱动方式的低频特性，设计一个低速时低电压驱动，高速时高电压驱动的电路，使其成为一个由脉冲频率控制的可变输出电压的开关稳压驱动电源。 在低速运行时，电子控制器调节功率开关管的导通角，使线路输出的平均电压较低，电动机不会像在恒流斩波驱动下那样在低速容易出现过冲或共振现象，从而避免产生明显的振荡。 当运行速度逐渐变快时，平均电压渐渐提高以提供给绕组足够的电流。 调频调压线路性能优于恒电压和恒电流线路，但实际运行中需 要针对不同参数的电机，相应调整其输出电压与输入频率的特性。 细分驱动是指在每次脉冲切换时，不是将绕组的全部电流通入或切除，而是只改变相应绕组中电流的一部分，电动机的合成磁势也只旋转步距角的一部分。 细分驱动时，绕组电流不是一个方波而是阶梯波，额定电流是台阶式的投入或切除。 比如 :电流分成 n 个台阶，转子则需要 n 次才转过一个步距角，即 n 细分细分驱动最主要的优点是步距角变小，分辨率提高，且提高了电机的定位精度、启动 性能和高频输出转矩。 其次，减弱或消除了步进电机的低频振动，降低了步进电机在共振区工作的几率。 可以 说细分驱动技术是步进电动机驱动与控制技术的一个飞跃。 研究 /设计的目标： （ 1） 系统结构简单，成本低； （ 2） 功能较为齐全； （ 3） 适应性强； （ 4） 电机各种运行状态指示一目了然，操作方便； （ 5） 系统抗干扰和可靠性高； 设计方案（研究 /设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）： 系统组成方框图 本系统由电源、显示 (指示 )、单片机 (MCU )、按键电路、看门狗电路和电机驱动电路等组成。 系统中采用并行控制，用单片机接口线直接去控制步进电机各相驱动电路。 键盘作为一 个外部中断源，。