房玉明基于单片机的步进电机控制系统设计
基于单片机的步进电机开环控制系统
基于单片机的步进电机开环控制系统
房玉明;杭柏林
【期刊名称】《电机与控制应用》
【年(卷),期】2006(33)4
【摘要】通过ATMEL89C51单片机对步进电机进行控制,主要介绍了步进电机控制器、驱动电路和LED显示电路的设计,实现了步进电机的开环控制.在步进电机控制器的设计中,重点阐述了脉冲产生电路以及对速度的控制.该系统具有成本低、控制方便的特点.
【总页数】4页(P61-64)
【作者】房玉明;杭柏林
【作者单位】青岛科技大学,青岛,266061;青岛科技大学,青岛,266061
【正文语种】中文
【中图分类】TM301.2;TM383.6
【相关文献】
1.基于单片机的步进电机开环控制系统 [J], 房玉明;杭柏林
2.单片机的步进电机串行开环控制系统 [J], 王勇;林洁
3.基于单片机的步进电机控制系统设计 [J], 吴峥浩;沈世斌;王栈倚
4.基于单片机的步进电机控制系统设计 [J], 袁炜;张宝;吴饶;薛永航;郝健
5.基于AT89C52单片机的两坐标步进电机控制系统设计 [J], 杨鉴
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基于单片机的步进电机控制系统设计(1)
基于单片机的步进电机控制系统设计
基于单片机控制步进电机设计与实现方法及相关电路。
基于单片机的步进电机控制系统设计
刘帅，祖静，张红艳
（中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051）
基于单片机控制步进电机设计与实现方法及相关电路。
P2端口在步进电机工作过程中根据按键状态判断是否跳入
中断服务程序来改变步进电机的工作状态，USART模块实现单片机和PC上位机之间的通信，实现PC机对步进电机控制。电源管理电路提供稳定的3.3V和5V电压，分别给单片机、晶振电路和驱动和功率放大电路供电。32kHz晶振给单片机、键盘/显示接口器件8279和脉冲分配器PMM8713提供时钟；当采用USART模块时需开启8MHz晶振设置通信模块。图2为单片机模块结构框图。
BCSx3504G-WiMAX器件采用先进的MIMO解码器技术和干扰消除算法，可以同时在高低信号强度下增强下行链路性
能，以提高吞吐量和切换性能。
《2024年基于单片机的步进电机控制系统研究》范文
《基于单片机的步进电机控制系统研究》篇一一、引言随着科技的不断发展，步进电机在各个领域的应用越来越广泛，如数控机床、自动化设备、机器人等。
为了实现对步进电机的精确控制，本文提出了一种基于单片机的步进电机控制系统。
该系统通过单片机进行控制，具有控制精度高、操作简便、可靠性高等优点。
本文将详细介绍该系统的设计思路、实现方法及实验结果。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由单片机、步进电机、驱动器、电源等部分组成。
其中，单片机作为控制核心，负责接收上位机指令，并输出控制信号给步进电机驱动器。
步进电机驱动器将电信号转换为步进电机能够识别的脉冲信号，从而实现电机的运动控制。
2. 软件设计本系统的软件设计主要包括单片机程序的编写及上位机界面的开发。
单片机程序负责接收上位机指令，解析指令并生成控制脉冲信号，实现对步进电机的控制。
上位机界面则用于实现人机交互，方便用户设置步进电机的运动参数。
三、实现方法1. 单片机选型及电路设计本系统选用一款性能稳定、价格适中的单片机作为控制核心。
根据单片机的引脚分布及功能需求，设计合理的电路布局，确保单片机能够正常工作。
2. 步进电机驱动器设计步进电机驱动器是连接单片机与步进电机的重要部件，其性能直接影响到步进电机的运动精度和稳定性。
本系统采用一款高性能的步进电机驱动器，通过脉冲信号控制电机的运动。
3. 软件编程及调试单片机程序的编写采用C语言，通过编写相应的函数和算法，实现对步进电机的精确控制。
在程序编写完成后，进行调试和优化，确保系统能够稳定、可靠地运行。
四、实验结果与分析1. 实验结果本系统经过多次实验验证，结果表明：基于单片机的步进电机控制系统具有控制精度高、操作简便、可靠性高等优点。
在各种工况下，系统均能实现步进电机的精确控制，满足实际需求。
2. 数据分析与处理通过对实验数据的收集与处理，我们可以得出以下结论：本系统的控制精度高，能够满足高精度运动控制的需求；操作简便，用户只需通过上位机界面设置运动参数即可；可靠性高，系统能够在各种工况下稳定、可靠地运行。
基于单片机的步进电机开环控制系统
应 用基于单片机的步进电机开环控制系统房玉明, 杭柏林(青岛科技大学,青岛 266061) 摘 要:通过AT ME L89C51单片机对步进电机进行控制,主要介绍了步进电机控制器、驱动电路和LE D 显示电路的设计,实现了步进电机的开环控制。
在步进电机控制器的设计中,重点阐述了脉冲产生电路以及对速度的控制。
该系统具有成本低、控制方便的特点。
关键词:单片机;步进电机;开环控制中图分类号:T M301.2∶T M383.6 文献标识码:A 文章编号:100128085(2006)0420061204O pen2loop Con trol System of Step2m otor Ba sed on S i n gle Ch i pFAN G Yu2m ing, HAN G B ai2lin(Q ingdao Univ.of Science&Technol ogy,Q ingdao266061,China) Abstract:The design using AT ME L89C51single chi p t o contr ol the step2mot or with its contr oller,driving cir2 cuit and LE D dis p lay circuit t o realize step mot or open2l oop contr ol were intr oduced.For the contr oller in this design, the circuit t o p r oduce pulse and the s peed contr olwere expatiated e mphatically.This syste m possesses features of l ow2 er cost,easier contr ol.Key words:si n gle ch i p;step2m otor;open2loop con trol0 引 言步进电机是一种将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件。
基于单片机的步进电机开环控制系统
基于单片机 的步进 电机开 环控 制系统
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基 于 单 片 机 的 步进 电机 开 环 控 制 系 统
房 玉 明 ， 杭 柏 林
（ 岛科技 大学 ， 岛 ２ ６ ６ ） 青 青 ６ ０ １
顺 序 ， 以得 到 各种 需 要 的运 行 特 性 。尤 其 与 数 可 字设 备 配套 时 ， 体现 了更 大 的优越 性 ， 因此 广泛 应
用 于数 字控 制 系统 中 。
１ １ 步进 电机 控 制器 ．
步进 电机 控 制 器 主 要 由单 片 机 、 振 电路 、 晶
８ Ａ 和光 电隔离 电路 等组成 （ 图 ２ 。 ＫＲ Ｍ 见 ）
去执 行定 时 中断子 程序 。将 电机 换 向子 程序 放在 定时 中断服务 程序 中 ， 时 中断 一次 ， 定 电机 换 向一
单片机 的时钟信号通 常用两 种 电路形 式得 到 ： 部 振 荡 方 式 和 外 部 振 荡 方 式 。在 引 脚 内 Ｘ Ａ １ Ｘ Ａ 外接晶体振荡器 （ ＴＬ 和 Ｔ１ ２ 简称晶振） 或 陶瓷谐 振 器 ， 构 成 了 内部 振 荡 方 式 。 由 于单 片 就 机内部有一个高增益反相放大器， 当外接 晶振后 ， 就构 成 了 自激 振 荡器并 产 生振 荡时 钟脉 冲 。 内部
图 ２ 步进 电机控制器组成
一
６１ —
维普资讯
基 于单 片机的步进电机开环控制系统
《 电机与控制应用） ０ ６ ３ （ ） ２０ ，３ ４
（ ）晶振 电路 １
定 时方 法 是利 用单 片机 系统 中的定 时器定 时 功能 产生 任意 周 期 的定 时信 号 ， 而 可方 便 地 控 从 制 系统输 出 Ｃ Ｐ脉 冲 的周 期 。当 定 时 器 起 动 后 ， 定 时器从 装载 的初 值 开始对 系统 及 其周期 进 行加 计数 ； 当定 时 器溢 出 时 ， 时 器 产 生 中断 ， 定 系统 转
基于单片机的步进电机控制系统的设计（有全套CAD图纸）
基于单片机的步进电机控制系统的设计（有全套CAD图纸）全套CAD图纸,联系 695132052由于部分原因,说明书已删除大部分,完整版说明书,CAD图纸等,联系695132052基于单片机的步进电机控制系统的设计摘要:步进电动机由于用其组成的开环系统既简单,廉价,又非常可行,因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。
本文用汇编语言编写电机的正转,反转,加速,减速,停止程序,通过单片机,电机的驱动电路以及相应的按键实现以上功能,并且步进电机的工作状态要用相应的LED管显示出来。
关键词:步进电机;驱动电路;单片机;转动The Design of the Control System of Step-Motor Based on SCMOrient Science&Technology College of Hunan Agricultural University,Changsha 410128,ChinaAbstract: The open-loop system which is composed by stepping motor is simple, cheep, but very practical, so there are very wide range ofapplications in printers and other officeautomation equipment and various control devices, and many other fields. In this article descibes one design of step-motor system based on microcontroller. It designs the system hardware circuit and the program of the preparation of a motor, reverse, speed up, slow down, stop is written by compile language. The above function are realized through the microcontroller, motor driver circuit and correspond keys, and the work state of stepper motor is displayed through the light-emitting diode.Key Words: Stepping motor;driving circuit;single chip microcomputer;rotation1 前言课题研究的目的和意义步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的控制微电机,其机械位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例.通过改变电脉冲频率,可在大范围内进行调速.同时,该电机还能快速起动、制动、反转和自锁.此外,步进电机易于实现与计算机或其他数字元件接口,适用于数字控制系统.步进电机只需采用最简单的开环控制就可取得非常高的控制精度,且这种系统不需要反馈信号,系统硬件实施比较简单。
基于单片机的步进电机控制系统设计_大学本科毕业论文1 精品
武汉大学本科毕业论文基于单片机的步进电机控制系统设计摘要步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件，与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点，在众多领域中获得了广泛的应用。
为了得到性能优良的控制结果，出现了很多步进电机控制系统，其中采用单片机作为控制核心的控制系统得到了广泛的应用。
很多这种控制系统在步进电机的驱动上已经做的非常好，比如恒流斩波驱动技术，但是有的系统比较复杂，和一些相对比较简单的控制过程不相吻合，投入上也不经济;有的系统在操作上不是很方便，交互性不强。
而且，有感于目前的职业教育的专业教材各种技术太过经渭分明，由此带来的实习也是比较零散，没有把一些在工程实践中应该结合在一起的技术有机结合起来，因此本文的研究内容就是设计一套硬件系统较简单、经济，但适应性强，操作方便，可靠性高的，能够有机地把电子技术、单片机技术、电机的控制技术结合起来步进电机控制系统。
本文首先简要描述了步进电机的发展、应用情况，而且还分析了步进电机的工作原理，然后以单片机为主控制器提出了整个系统的硬件设计方案，在此基础上对各个模块的电路进行详细的设计，接着阐述了步进电机软件控制开发的流程和程序设计。
关键词:步进电机 AT89C51单片机恒流斩波AbstractSteeping motor is a kind of component using electric pulse signal to control winding elements to realize angular displacement. Comparing with other electric motor, it is easier to realize accurate control, no accumulated error and so on so forth. Thus, it is got extensive application. In order to gain excellent manipulative result, there appears a lot of stepping motor control system. Among them, the system using MUC as the core part of the control system is used widely. Many this kind of control systems have done absolutely good at the step motor drive, such as the technique of constant current chopper. But some systems are a little bit complicated, which does not match with some comparatively simple control, causing some waste on investment. Some system is not easy to operate, weak in alternation. Furthermore, techniques in today’s vocational teaching materials are entirely different, leading to some kinds of chaos in the exercitation, not combining some techniques which should be. Consequently, this focuses on how to design a simple step motor control system, which has strong adaptability, easy to operate, high dependability, mixing electronic technique, MUC technique and motor control technique. This thesis will firstly introduce the development and application situation of stepping motor and some common control systems and drive techniques. What’s more, it will illustrate the working principle of step motor, then, using MUC as a main controller to put forward the whole system blue print of the hardware design. Based on this, all specific designs on electrical circuits in every module will be followed. Finally, illustrate the steps of how to develop the software of control system and programmed design.Key words: Stepping Motor, MUC, Constant Current Chopper目录1.绪论 (1)1.1引言 (1)1.2步进电机的应用 (3)1.3步进电机的发展现状 (3)1.3.1国内外常见步进电机控制系统 (3)1.3.2步进电机驱动技术基本类型 (5)2.基于单片机的步进电机控制系统的硬件设计 (7)2.1步进电机控制原理 (7)2.1.1 步进电机的特点 (7)2.1.2 步进电机的分类 (7)2.1.3 反应式步进电机的工作原理 (8)2.1.4 步进电机的主要特性 (10)2.2基于单片机的步进电机控制系统总体设计 (11)2.2.1 步进电机控制系统简介 (11)2.2.2 系统组成 (13)2.3步进电机驱动电路设计 (14)2.4步进电机控制系统设计 (15)2.5键盘电路设计 (15)2.6硬件总体实现 (16)3.基于单片机的步进电机控制系统的软件设计 (17)3.1总体设计 (17)3.1.1 系统软件主流程 (17)3.1.2 系统总体程序 (18)3.2关键模块设计 (19)3.2.1 脉冲发生器设计 (19)3.2.1.1 定时器T0中断（步进脉冲输出）模块流程 (19)3.2.1.2 定时器T0中断（步进脉冲输出）模块子程序 (20)3.2.2 正反转控制程序 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)第一章绪论1.1引言步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外一般称为Stepping motor、Pu1se motor或Stepper Servo，其应用发展己有约80年的历史。
《2024年基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现》范文
《基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现》篇一一、引言步进电机因其精准的控制能力和高效率的特性在各种机械设备中得到广泛应用。
而单片机作为现代电子技术的核心，具有低成本、高效率的特点。
本文旨在探讨基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现，以实现步进电机的精确控制与高效运行。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由单片机、步进电机、驱动器、电源等部分组成。
其中，单片机作为核心控制器，负责接收上位机指令，解析并输出控制信号给步进电机驱动器。
步进电机驱动器则负责将单片机的控制信号转化为步进电机可以识别的驱动信号，驱动步进电机运转。
（1）单片机选择本系统选用的是STC12C5A60S2型单片机，其具有高性能、低功耗的特点，适合于步进电机控制系统的设计。
（2）步进电机选择本系统选用的步进电机为两相混合式步进电机，具有运行平稳、噪音小等优点。
（3）驱动器选择步进电机驱动器选用专为两相混合式步进电机设计的A4988型号驱动器，该驱动器能有效地提高电机的输出扭矩和效率。
2. 软件设计软件设计主要包括单片机的程序编写和上位机界面的设计。
（1）单片机程序编写单片机程序采用C语言编写，主要实现以下功能：接收上位机指令、解析指令并输出控制信号给步进电机驱动器、实时检测步进电机的运行状态并向上位机反馈信息等。
（2）上位机界面设计上位机界面采用常见的图形化界面设计，便于用户操作。
界面主要包括电机运行参数的设置、运行状态的显示等功能。
用户可以通过界面输入控制指令，这些指令会被发送到单片机进行处理。
三、系统实现系统实现主要包括硬件的搭建与调试、单片机的编程与测试、上位机界面的开发等步骤。
1. 硬件搭建与调试按照设计图纸将各部分硬件进行组装，并进行调试，确保各部分硬件工作正常。
2. 单片机编程与测试根据程序设计编写单片机程序，并进行调试和测试，确保程序能够正确接收和处理上位机指令，并能够输出正确的控制信号给步进电机驱动器。
3. 上位机界面的开发根据需求开发上位机界面，实现用户友好的操作界面和丰富的功能。
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应 用基于单片机的步进电机开环控制系统房玉明, 杭柏林(青岛科技大学,青岛 266061) 摘 要:通过ATM EL89C51单片机对步进电机进行控制,主要介绍了步进电机控制器、驱动电路和LED 显示电路的设计,实现了步进电机的开环控制。
在步进电机控制器的设计中,重点阐述了脉冲产生电路以及对速度的控制。
该系统具有成本低、控制方便的特点。
关键词:单片机;步进电机;开环控制中图分类号:TM301.2∶T M383.6 文献标识码:A 文章编号:1001-8085(2006)04-0061-04O pen-l oop Control Syste m of Step-m otor Based on Si ngle Chi pFA NG Yu-m ing, HA NG B ai-lin(Q ingdao Un i v.o f Science＆Tec hno l o gy,Q ingdao266061,China) Ab strac t:The de sign usi ng ATM EL89C51sing le ch i p t o contro l t he step-mo tor w ith its contro ller,driv i ng c ir-cuit and LED d isplay c ircuit to rea lize step mo t o r open-l oop control we re introduced.F or t he con tro ller in t h is desi gn, the circu it to p roduce pu lse and the speed contro lwe re expatiated e m phatica ll y.T his sy ste m po ssesses fea t ures o f low-e r cost,easie r contro.lK ey word s:si ngle ch i p;step-m otor;op en-loop control0 引 言步进电机是一种将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件。
控制步进电机的输入脉冲数量、频率及电机各相绕组的接通顺序,可以得到各种需要的运行特性。
尤其与数字设备配套时,体现了更大的优越性,因此广泛应用于数字控制系统中。
本文介绍已实现的单片机对步进电机的数字控制系统。
该控制系统中,控制器担负着产生脉冲以及发送、接收控制命令的任务。
本文对控制器的设计,尤其是脉冲产生电路的设计作了详细的介绍。
1 系统设计步进电机开环控制系统框图如图1所示。
系统由步进电机控制器、步进电机驱动电源、步进电机和LED状态显示等4部分组成,本文着重介绍步进电机控制器、步进电机驱动电源、LED显示状态3部分。
图1 步进电机开环控制系统框图1.1 步进电机控制器步进电机控制器主要由单片机、晶振电路、8K RAM和光电隔离电路等组成(见图2)。
图2 步进电机控制器组成 (1)晶振电路单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到:内部振荡方式和外部振荡方式。
在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器,就构成了内部振荡方式。
由于单片机内部有一个高增益反相放大器,当外接晶振后,就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。
内部振荡方式的外部电路如图3所示。
本系统选C1和C2值为30pF。
图3 内部振荡电路 (2)光电隔离电路 利用光隔离器组成的光电隔离电路将控制器与外部的驱动电路隔离开来,使得外部电路的变化不至于影响或者损坏控制系统,从而提高系统的可靠性,增强抗千扰能力。
光隔离器最重要的参数是电流传输比CTR ,通常其值为0.2～0.9。
输入数字信号提供一定的电流(5～10mA )时,光隔离器才会输出放大的数字电平。
光隔离器连接时注意信号正负逻辑。
光隔离器的输入、输出端地线必须互相隔开,并且输入、输出端两个电源必须单独供电;如果使用同一电源,外部干扰信号可能通过电源串到系统中来。
(3)存储模块89C51单片机片内只有128B 的RAM ,而本系统中需要存储的数据较多,需扩展外部RAM 。
(4)步进脉冲产生电路在采用单片机的步进电机开环系统中,控制系统的CP 脉冲的频率或换向周期实际上是控制步进电机的运行速度。
系统可用两种办法实现步进电机的速度控制:一种是延时,一种是定时。
延时方法是在每次换向之后调用一个延时子程序,待延时结束后再次执行换向,这样周而复始就可发出一定频率的CP 脉冲或换向周期。
延时子程序的延时时间与换向程序所用的时间和就是CP 脉冲的周期。
该方法简单,占用资源少,全部由软件实现,调用不同的子程序可以实现不同速度的运行;但占用CPU 时间长,不能在运行时处理其他工作,因此只适合较简单的控制过程。
定时方法是利用单片机系统中的定时器定时功能产生任意周期的定时信号,从而可方便地控制系统输出CP 脉冲的周期。
当定时器起动后,定时器从装载的初值开始对系统及其周期进行加计数;当定时器溢出时,定时器产生中断,系统转去执行定时中断子程序。
将电机换向子程序放在定时中断服务程序中,定时中断一次,电机换向一次,从而实现电机的速度控制。
由于从定时器装载完重新起动开始至定时器申请中断止,有一定的时间间隔,造成定时时间增加。
为了减少这种定时误差,实现精确定时,要对重装的计数初值作适当调整。
调整的重装初值主要考虑两个因素:一是中断响应所需的时间;二是重装初值指令所占用的时间,包括在重装初值前中断服务程序中的其他指令因素。
综合这两个因素后,重装计数初值的修正量取8个机器周期,即要使定时时间缩短8个机器周期。
用定时中断方式控制电动机变速时,实际上是不断改变定时器装载值的大小。
在控制过程中,采用离散办法逼近理想升降速曲线。
为了减少每步计算装载值的时间,系统设计时就把各离散点的速度所需的装载值固化在系统的ROM 中,系统在运行中用查表法查出所需的装载值,这样可大幅减少占用CPU 的时间,提高系统的响应速度。
其流程图如图4所示。
1.2 步进电机驱动电路步进电机驱动电路由专用芯片L297、L298组合而成。
L297单片步进电机控制集成电路适用于双极性二相步进电机或四相单极性步进电机的控制,与H 桥式驱动芯片L298组合成完整的步进电机固定斩波频率的P WM 恒流斩波驱动器。
L297步进电机控制集成电路产生四相驱动信号,用以控制双极性二相步进电机或四相单极性步进电机,可以采用半步、二相励磁和单相励磁3种方式的切换。
使用L297的突出特点是外部只需时钟、方向和工作方式3个输入信号,同时L297自动产生电机励磁相序,减轻了微处理器控制和编程负担。
L297具有D I P20和SO202种封装形式,可用来控制集成桥式驱动电路或分立元件组成的驱动电路。
L297主要由译码器、固定斩波频率的P WM 恒流斩波器(2个)以及输出逻辑控制组成。
图4 加减速控制流程图 L298芯片是一种高电压、大电流、双H 桥功率集成电路,可用来驱动继电器线圈、直流电机和步进电机等感性负载。
每个H 桥的下侧桥臂晶体管的发射极连接在一起,相应的外接线端可用来连接电流检测电阻。
由L297、L298组成的步进电机驱动应用电路如图5所示。
该电路为固定斩波频率恒流斩波驱动方式,适用于二相双极性步进电机或四相单极性步进电机,最高电压46V ,每相电流可达2A 。
用2片L298和1片L297配合使用,可驱动更大功率的二相步进电机。
图5 步进电机驱动器组成 L297有3种工作方式:半步工作方式、双向励磁工作方式和单项励磁工作方式。
双向励磁工作方式的相序波形如图6所示。
当L297的HALF /F ULL 为低电平,如译码器工作在奇数状态(1、3、5、7)时,为双向励磁工作方式。
该模式下,禁止信号I N H 1和I N H 2输出保持高电平。
如译码器工作在偶数状态下(2、4、6、8),为单相励磁方式;当HALF /FULL 为高电平时,译码器产生半步工作方式相序,也就是8步格雷码时序。
图6 双向励磁时相序波形1.3 LED 运行状态显示本系统中,用74LS164作为显示驱动,带锁存,采用串行接法,可以节约I /O 口资源,但要使用S I O ,发送数据时容易控制。
图7 LED串行接法2 结 语步进电机开环控制系统具有成本低、简单、控制方便等优点。
在此方案中,负载位置对控制电路无反馈,因此步进电机必须正确响应每次励磁变化。
如果励磁频率选择不当,电机不能达到新的要求位置,那么实际的负载位置相对控制器所期待位置会出现永久性误差,也就是会产生“失步”和“过冲”现象。
可以采用位置反馈或位置反馈确定与转子位置相适应获得正确相位转换,从而大大改善步进电机的性能,这样就可以进行更加精确的位置控制和获得高速、平稳的速度了。
【参考文献】[1] 徐益民.步进电机的单片机控制系统的设计[D].哈尔滨:黑龙江科技学院.2005.[2] 廖高华.高性能步进电机控制系统的研制[D].西安:西安科技大学.2004.[3] 王福瑞.单片机微机测控系统设计大全[M].北京:北京航空航天大学出版社,1998.[4] 陈维山,赵杰.机电系统计算机控制[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1999.收稿日期:2005-09-06(上接第45页) 从图7可以看出,I s,m ax越小,速度和转矩响应波形变差,甚至不能正常起动电机。
因此,需要选择一个适当的I s,max,既不引起过流,又有较好的快速性。
引入电流滞环环节,不仅在电机起动时有作用,而且在系统稳态运行过程中出现故障引起过电流时,电流滞环环节也有很好的抑制作用,可确保逆变器功率器件的运行安全。
如图8所示,在电机稳态运行过程中负载转矩突加扰动,可以看出,定子电流增大,由于电流滞环控制环节的作用,可以避免出现过电流。
(a)稳态运行过程中负载转矩扰动(b)三相定子电流响应波形图8 稳态运行时负载转矩扰动定子电流响应波形4 结 论本文结合异步电机直接转矩控制自身的特点,提出电流滞环方法,不仅能有效地抑制过大的起动电流,而且对系统稳态运行中出现过电流也适用。
从仿真结果可以看出,电流滞环环节的设定值太大或太小都不好,选择的原则是:既要获得速度和转矩较好的快速性,又要确保逆变器功率元件的安全运行。
引入电流滞环环节在编写直接转矩控制算法时也非常容易实现,因此,它是有效抑制电机过电流的方法之一。
【参考文献】[1] 李夙.异步电动机直接转矩控制[M].机械工业出版社,1998.[2] Isao T akaha s h i,To shi h i ko N oguch.i A ne w quick-re-sponse and h i gh-efficiency contro l strategy o f an induc-ti on m o t o r[J].IEEE T rans on Ind A ppl,1986,22(5):820-827.[3] Depenbrock M.D irec t self-contro l(DSC)o f inve rter-fed i nducti on m achine[J].IEEE T rans on P E,1988,3(4):420-429.[4] 孙笑辉,韩曾晋.减少感应电动机直接转矩控制系统转矩脉动的方法[J].电气传动,2001(1):8-11. [5] 冯江华,陈高华,黄松涛.异步电动机的直接转矩控制[J].电工技术学报,1999(6):29-33.[6] 江一,朱凌,申仲涛.异步电动机直接转矩控制仿真研究[J].华北电力大学学报,2003(1):10-13.收稿日期:2005-11-20。