机电系统设计课程设计
机电系统设计课程设计
机电系统设计课程设计一、课程简介本门机电系统设计课程是一个综合性的课程，主要介绍了机电系统设计的基本原理和方法，包括机械设计、电气设计、控制设计等方面的内容。
通过本课程的学习，学生将掌握机电系统设计的基本技能，能够独立进行机电系统的设计和实施。
二、课程设计要求本课程的设计要求学生进行一项机电系统的设计项目。
项目要求如下：项目背景一家工厂需要设计一台自动化生产线，该生产线需要完成以下功能：•自动上下料•自动送料•自动成型•自动分拣设计内容学生需要按照以下步骤进行生产线的设计：1.进行调研和分析，确定生产线的设计需求和目标；2.进行机械设计，包括传动设计、结构设计等；3.进行电气设计，包括电气控制设计、电气元件选型等；4.进行控制设计，包括PLC程序设计、传感器选型等；5.进行系统集成和优化，测试并调整系统性能。
设计成果要求学生提交以下设计成果：1.设计报告：包括项目背景、设计目标、设计思路、设计方案、设计理论和试验分析等内容；2.设计图纸：包括机械设计图纸、电气设计图纸和控制系统框图等；3.产品参数：包括生产线的主要参数和性能指标，满足设计要求和市场需求；4.系统测试报告：包括生产线系统测试的结果和总结，以及发现的问题和改进方案。
5.演示视频：展示生产线的运行效果和性能指标。
三、评分标准1.设计报告：包括设计思路、方法、分析等内容的完整性和逻辑性，语言表达的准确性和清晰性。
占总分的40%；2.设计图纸：包括设计图纸的准确性和完整性，设计的可行性和经济性。
占总分的20%；3.产品参数：包括主要参数和性能指标的准确性，满足设计要求和市场需求。
占总分的10%；4.系统测试报告：包括系统测试的结果分析和总结，发现的问题和改进方案。
占总分30%；5.演示视频：展示生产线的运行效果和性能指标，对于演示视频的清晰度和明确度进行评分，占总分10%。
四、实践计划1.第一周：调研分析，确定需求；2.第二周：机械设计，完成机械图纸；3.第三周：电气设计，完成电气图纸和电气元件选型；4.第四周：控制设计，完成PLC程序设计和传感器选型；5.第五周：系统集成和优化，测试并调整系统性能，完成设计报告和产品参数的编写；6.第六周：完成系统测试报告和演示视频的制作；7.第七周：提交最终设计成果，并进行评分。
机电一体化系统集成课程设计
机电一体化系统集成课程设计
1. 简介
本篇文档将介绍机电一体化系统集成课程设计的相关内容，旨在帮助学生更好地完成课程设计任务。
2. 课程设计任务
2.1 任务背景
机电一体化系统是现代制造业的重要组成部分，在各个领域拥有广泛的应用。
本课程设计旨在让学生通过实践，深入了解机电一体化系统的构成和应用，提高工程实践能力。
2.2 任务要求
学生需要选择一个机电一体化系统，并完成以下任务：
- 对系统进行结构分析，在课程设计报告中给出；
- 设计该系统的控制电路，绘制电路图；
- 编程实现控制策略；
- 使用实验平台对系统实现控制；
- 撰写课程设计报告。
3. 设计思路
本次课程设计任务难度较大，需要学生具有扎实的机电一体化基础和编程基础。
设计思路如下：
- 首先，选择一个应用广泛的机电一体化系统作为设计对象，熟悉系统的组成和工作原理；
- 其次，针对该系统的控制需求，设计控制电路并进行电路图绘制；
- 然后，使用编程语言实现上述设计得到的电路图，并进行控制策略编写；
- 最后，使用实验平台对设计得到的控制策略进行实验验证，并撰写课程设计报告。
4. 结语
机电一体化系统集成课程设计任务难度大，但对于学生的技术能力提升有着重要的推动作用。
学生需要充分利用所学知识，认真完成设计任务，争取取得好的成绩。
机电控制系统课程设计
设计任务书的内容与要求
设计任务：完成机电控制系统的设计，包括硬件和软件部分 设计要求：满足功能需求，保证稳定性和可靠性，易于维护和升级 设计内容：包括系统架构、硬件选型、软件设计、测试和调试等 设计时间：根据课程安排，制定合理的设计周期，确保按时完成设计任务
设计报告的撰写要求
语言要求：使用专业术语， 语言简洁明了，逻辑清晰
机电控制系统的分类
按照控制方式分类：开环控制、闭环控制、半闭环控制
按照控制对象分类：机械系统、电气系统、液压系统、气动系统
按照控制功能分类：速度控制、位置控制、力控制、压力控制、流量控制
按照控制结构分类：单回路控制、多回路控制、串级控制、比值控制、前馈控制、 自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家系统控制等。
格式要求：采用统一的格式， 如Word、PDF等
报告内容：包括设计目的、设 计思路、设计方案、设计结果、 设计总结等
字数要求：根据课程要求， 一般在3000字左右
图表要求：适当使用图表， 使报告更加直观易懂
参考文献：列出参考文献， 注明出处，尊重知识产权
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汇报人：
机电控制系统设 计的基本原则与 步骤
设计的基本原则
安全性原则：确保系统安全可靠，避免 故障和事故
经济性原则：考虑成本效益，降低系统 成本
可靠性原则：保证系统稳定运行，减少 故障和维修
灵活性原则：适应不同环境和需求，易 于扩展和升级
环保性原则：减少能源消耗和污染排放， 保护环境
美观性原则：注重外观设计，提高用户 体验和满意度
智能家居控制系统
智能照明系统：根据环境光线 自动调节亮度
智能安防系统：实时监控家庭 安全，报警提醒
智能家电控制系统：远程控制 家电，节能环保
机电一体化系统设计课程设计
机电一体化系统设计课程设计机电一体化系统设计是一门涉及多个学科领域的课程，需要学生综合应用机械设计、电气工程、控制工程等知识，将机械和电子相结合，实现系统自动化控制和优化。
以下是一些可能的课程设计主题和步骤，供参考：
设计一个自动化生产线：学生可以根据一定的生产任务要求，设计一个包含多个工作站的生产线，要求实现自动化控制、物料输送、零部件加工、质量检测等功能。
学生需要考虑机械部分的设计和制造，电气控制系统的设计与编程，以及整个系统的优化调试。
设计一个自动驾驶小车：学生可以选择一个现有的小车平台，通过搭载各种传感器和控制电路，实现自动驾驶功能。
学生需要学习机器视觉、Lidar雷达等技术，掌握小车路径规划和控制算法，以及电子电路设计和调试技巧。
设计一个智能家居系统：学生可以设计一个包含多个智能设备的家居系统，例如温度控制器、照明系统、智能锁等，实现远程控制和
智能联动。
学生需要学习无线通信技术、物联网协议、嵌入式系统设计等知识，掌握电子电路和程序设计技能。
设计一个机器人系统：学生可以设计一个具有自主导航和自主控制能力的机器人系统，例如巡检机器人、拾取机器人等。
学生需要学习机器人动力学、路径规划、机器视觉等技术，掌握机械设计和电子控制技能，以及编写机器人控制程序的能力。
在进行课程设计时，建议采用分组或个人完成的形式，根据课程要求和时间安排，确定任务目标、分工协作、进度管理等方面的具体内容。
同时，需要注意安全问题，加强实验室安全教育和管理，保证学生人身安全和设备安全。
机电一体化系统设计第二版课程设计
机电一体化系统设计第二版课程设计概述本课程设计旨在运用机电一体化的知识，完成一台具有完整机电一体化系统体系结构的机械及其控制系统。
通过本课程设计，希望学生们能够掌握机电一体化系统设计的方法和技能，以及掌握系统设计、机械设计和控制系统设计等方面的综合能力。
设计任务设计一台模拟生产线过程的机械并配备相应的控制系统，以完成自动化生产线上的生产任务。
设计的机械应能够具备多种功能特点，例如自动分拣、切割和堆垛等工作，同时具备跟踪控制，安全保护，维修与调试等多种功能。
设计原则1.设计应具备先进性和实用性，以最大限度地满足实际生产需求。
2.系统应保证运行的可靠性和稳定性，降低因意外故障导致的生产线停顿率。
3.应达到生产效率和质量的双重要求。
4.充分考虑机械、控制系统整体的设计与集成，确保实现机电一体化效果。
设计流程1.确定设计要求，明确机械和控制系统的功能需求及性能标准。
2.进行市场调研，确定可行的方案，考虑机械与控制系统的整体集成，保证机电一体化的效果。
3.进行机械结构设计，包括3D模型设计、零件图纸绘制与操作方案的设计等。
4.进行控制系统设计，涉及电气电子控制系统的设计、PLC控制器的编程、人机界面的设计等环节。
5.进行机械和控制系统的联调，调试并运行检测。
6.进行测试和试验，在实际生产环境下检验系统的性能和可靠性。
7.进行方案评估和效果分析，优化系统设计。
设计内容设计内容主要分为两个方面：机械部分和控制系统部分。
机械部分1.确定机械的结构设计方案。
2.设计机械的3D模型。
3.绘制机械零部件图纸。
4.设计机械操作方案。
控制系统部分1.设计电气电子控制系统方案，包括传感器、执行器、驱动器等控制元件的确定。
2.对PLC控制器进行编程。
3.设计和实现人机界面系统。
4.调试控制系统的各个部分，并进行系统集成测试。
设备说明机械设备清单序号设备名称规格型号数量1 传送带宽度1500mm，长度10000mm 12 自动分拣系统– 13 切割系统进口激光数控切割机 14 堆垛系统最大承载1000kg 1控制系统清单序号设备名称规格型号数量1 PLC控制器– 12 人机界面设备– 13 传感器–104 执行器–105 控制柜– 1序号设备名称规格型号数量6 电缆线–若干总结机电一体化系统设计是一个相当有挑战性的任务，需要综合运用机械、电气、电子、自动控制等多学科知识。
机电系统课程设计小车
机电系统课程设计小车一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握机电系统课程设计中小车的基本原理和设计方法，培养学生的动手能力和创新能力。
具体目标如下：1.知识目标：–了解小车的基本结构和工作原理。
–掌握小车的设计方法和步骤。
–熟悉机电系统中的电路图阅读和分析方法。
2.技能目标：–能够分析小车的电路图，理解各个部件的作用和连接关系。
–能够运用所学知识设计并制作一个小车。
–能够对小车进行调试和故障排除。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的团队合作意识和沟通能力，学会与他人共同解决问题。
–培养学生的创新思维和实践能力，鼓励他们勇于尝试和改进。
–培养学生的责任感，学会对设计的作品进行评估和反思。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括小车的基本结构和工作原理、设计方法和步骤、电路图的阅读和分析方法。
具体内容包括：1.小车的基本结构和工作原理：介绍小车的主要组成部分，如电机、控制器、传感器等，以及它们的工作原理和功能。
2.小车的设计方法和步骤：讲解小车的设计方法和步骤，包括确定设计要求、选择合适的材料和器件、设计电路图和机械结构等。
3.电路图的阅读和分析方法：教授如何阅读和分析电路图，包括理解电路符号、分析电路连接关系和功能等。
三、教学方法本节课将采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
具体方法包括：1.讲授法：教师讲解小车的基本原理、设计方法和电路图的阅读方法，为学生提供理论知识的基础。
2.案例分析法：分析具体的小车设计案例，让学生通过实际例子理解和应用所学知识。
3.实验法：学生动手制作和调试小车，培养学生的实践能力和创新能力。
4.讨论法：学生分组讨论和合作解决问题，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用与机电系统课程设计小车相关的主流教材，提供理论知识的学习材料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，供学生深入学习和拓展知识。
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书一、课程设计的目的机电一体化系统设计是一门综合性很强的课程，通过本次课程设计，旨在让我们将所学的机电一体化相关知识进行综合运用，培养我们独立设计和解决实际问题的能力。
具体来说，课程设计的目的包括以下几个方面：1、加深对机电一体化系统概念的理解，掌握系统设计的基本方法和步骤。
2、熟悉机械、电子、控制等多个领域的知识在机电一体化系统中的融合与应用。
3、培养我们的工程实践能力，包括方案设计、图纸绘制、参数计算、器件选型等。
4、提高我们的创新思维和团队协作能力，为今后从事相关工作打下坚实的基础。
二、课程设计的任务和要求本次课程设计的任务是设计一个具有特定功能的机电一体化系统，具体要求如下：1、确定系统的功能和性能指标，包括运动方式、精度要求、速度范围等。
2、进行系统的总体方案设计，包括机械结构、驱动系统、控制系统等的选择和布局。
3、完成机械结构的详细设计，绘制装配图和零件图。
4、选择合适的驱动电机、传感器、控制器等器件，并进行参数计算和选型。
5、设计控制系统的硬件电路和软件程序，实现系统的控制功能。
6、对设计的系统进行性能分析和优化，确保满足设计要求。
三、系统方案设计1、功能需求分析经过对任务要求的仔细研究，确定本次设计的机电一体化系统为一个小型物料搬运机器人。
该机器人能够在规定的工作空间内自主移动，抓取和搬运一定重量的物料，并放置到指定位置。
2、总体方案设计（1）机械结构采用轮式移动平台，通过直流电机驱动轮子实现机器人的移动。
机械手臂采用关节式结构，由三个自由度组成，分别实现手臂的伸缩、升降和旋转，通过舵机进行驱动。
抓取机构采用气动夹爪，通过气缸控制夹爪的开合。
（2）驱动系统移动平台的驱动电机选择直流无刷电机，通过减速器与轮子连接，以提供足够的扭矩和速度。
机械手臂的关节驱动选择舵机，舵机具有控制精度高、响应速度快等优点。
抓取机构的气缸由气泵提供气源，通过电磁阀控制气缸的动作。
机电一体化系统设计课程设计
机电一体化系统设计课程设计一、课程概述1.1课程背景1.2课程目标1.3课程内容1.4教学方法1.5考核方式二、课程背景2.1机电一体化系统概述2.2机电一体化系统在工业生产中的应用2.3机电一体化系统在日常生活中的应用2.4机电一体化系统的发展趋势三、课程目标3.1了解机电一体化系统的基本概念和原理3.2掌握机电一体化系统的设计方法3.3能够应用机电一体化系统解决实际问题3.4培养学生的团队合作能力和创新能力四、课程内容4.1机电一体化系统的基本概念和原理4.1.1机电一体化系统的定义4.1.2机电一体化系统的组成4.1.3机电一体化系统的工作原理4.2机电一体化系统的设计方法4.2.1机电一体化系统的需求分析4.2.2机电一体化系统的结构设计4.2.3机电一体化系统的控制设计4.2.4机电一体化系统的传感器和执行机构设计4.3机电一体化系统的应用案例分析4.3.1工业生产中的机电一体化系统应用4.3.2日常生活中的机电一体化系统应用4.4机电一体化系统的实验设计4.4.1机电一体化系统实验的设计原则4.4.2机电一体化系统实验的搭建方法4.4.3机电一体化系统实验的数据分析五、教学方法5.1理论教学5.1.1讲授5.1.2讨论5.1.3案例分析5.2实践教学5.2.1实验教学5.2.2项目设计5.3网络教学5.3.1在线课程5.3.2远程协作六、考核方式6.1平时表现6.2实验报告6.3课堂讨论6.4期末考试6.5项目设计成果七、机电一体化系统设计课程的意义与发展7.1对于学生的意义7.1.1增强对机电一体化系统的理解7.1.2培养创新能力和团队合作能力7.1.3提升就业竞争力7.2对于专业发展的意义7.2.1推动机电一体化系统相关课程的设置7.2.2加强学校与企业的合作7.2.3增强学校在机电领域的影响力7.3机电一体化系统设计课程的未来发展7.3.1结合人工智能和大数据技术7.3.2强化实践教学和创新创业教育八、结语8.1总结课程设计的重点8.2展望机电一体化系统设计课程的未来发展以上就是机电一体化系统设计课程设计的内容，通过对课程背景、目标、内容、教学方法和考核方式的详细规划，可以有效地帮助学生掌握机电一体化系统的基本概念和设计方法，培养学生的实践能力和团队合作能力，提升学校在机电领域的影响力，推动机电一体化系统设计课程的发展。
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课程设计课程名称：机电系统设计课程设计学院：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：李加华学号：**********年级：机电094 任课教师：蔡家斌2012年 12 月 30日贵州大学本科课程设计诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的课程论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。
课程论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
特此声明。
论文（设计）作者签名：日期：贵州大学本科课程设计任务书目录摘要 (7)第一章绪论 (8)第二章总体方案的确定 (9)2.1、课程设计的任务 (9)2.2 X—Y十字工作台的设置的总体方案的确定 (9)2.2.1、系统运动方式和伺服系统 (9)2.2.2、控制系统 (9)2.2.3、X-Y工作台的传动方式 (9)2.2.4、机械系统的设计 (10)第三章机械结构设计 (11)3.1 X-Y工作台的结构简图 (11)3.1.1 工作台草图的设计 (11)3.1.2 机械系统的机械结构草图及简图 (11)3.1.3 开环控制系统 (14)3.2 步进电机系统 (15)3.2.1 步进电机的工作原理及特点 (15)第四章电路控制设计 (17)4.1 驱动电路的设计 (17)4.2 控制电路面板线路的设计 (18)4.2.1 电路的接线分析 (18)4.2.2控制电路简图 (18)4.2.3 电气接线简图 (19)4.3 操作控制面板 (19)第五章程序 (21)第六章心得体会 (28)机电系统设计课程设计摘要当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。
一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。
机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。
机电一体化技术和产品基本上已经席卷了整个工业领域，新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。
关键字：机电一体化的基础发展趋势滚珠丝杠滚动导轨步进电机第一章绪论现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。
在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
《机电一体化》课程设计是一个重要的而且十分必要的教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的：1、通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其想关知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。
2、通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方式3、通过对机械系统的设计，掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法与控制驱动方式4、培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想5、锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力。
第二章总体方案的确定2.1、课程设计的任务弄清楚XY十字工作台的运动方式和整个工作台的总体结构，对电气部分进行合理的设计，调试出程序清单。
2.2 X—Y十字工作台的设置的总体方案的确定根据设计要求，采用的是单片机控制的步进电机驱动的多用XY工作台。
具体系统的运动方式和设备的选型按标准选取。
2.2.1、系统运动方式和伺服系统采用连续控制系统。
考虑到运动精度不高，行程较短，简化机械结构，降低设备成本，而且要求系统的负载不大，故采用步进电机开环伺服系统作为系统的驱动元件，这样可以使维修简便。
具体步进电机的选型参考步进电机的选型和设计。
2.2.2、控制系统采用MCS-51系列中的8051单片机控制系统。
MCS-51的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，性价比高。
控制系统由微机部分、键盘及显示器和步进电机功率放大器电路等组成。
系统的工作程序和控制命令通过键盘操作和鼠标操作实现，显示器采用数码管加工数据和工作状态等信息。
2.2.3、X-Y工作台的传动方式为保证一定的传动精度和稳定性以及结构的紧奏，采用滚珠丝杠螺母传动副。
为提高传动精度和消除间歇，采用有预加载荷的结构。
由于工作台的运动部件重量和工作载荷不大，故采用滚动直线导轨副，这样可以减小工作台的摩擦系数，提高运动平稳性。
在设计的同时，还要考虑缩短传动链，因为缩短传动链可以提高系统的传动刚度，这样可以减少系统的误差。
考虑电机步距角和丝杠导程只能够按标准来选取，为达到分辨率的要求，以及考虑步进电机负载匹配，采用电机减速传动。
系统总体框图如下2.2.4、机械系统的设计机械系统的设计内容包括：确定系统的脉冲当量，运动部件惯性的计算，选择步进电机，传动及导向元件的设计计算及选择。
支承座采用的是固定支承式用的是深沟球轴承和向心轴承；因为工作台作为实验用运动部件重量和工作载荷都很小载荷几乎没有,实验台用的是直线滚动导轨副提高运动平稳性和减少工作台的摩擦系数;第三章机械结构设计3.1 X-Y工作台的结构简图3.1.1 工作台草图的设计X - Y工作台的机电一体化系统可以设计为开环、半闭环和闭环伺服系统三种。
开环的伺服系统采用步进电机驱动,系统中不设置传感与检测设备;半闭环的伺服系统中一般采用交流或直流伺服电机驱动,并在电机输出轴端设置传感与检测设备;闭环的伺服系统中也是采用交流或直流伺服电机驱动,但检测与传感设备设置在工作台末端。
本文所设计的X - Y 工作台开环伺服系统,通过控制器控制步进电机的驱动,经传动机构带动工作台运动,其总体框图如下:工作台草图3.1.2 机械系统的机械结构草图及简图绘制出所设计的十字工作台的结构草图，其结构草图如下图所示在本次十字工作台课程设计中机械系统主要包括步进电动机X2,滚珠丝杆副X2,联轴器,导轨,支撑座,轴承,其机械草图线路及机械结构简图如下图所示:XY工作台机构简图图中为保证传动精度和平稳性以及结构的紧凑，我们用的是滚珠丝杠螺母传动副,而且滚珠丝杠副具有轴向刚度高能通过适当预紧可消除丝杠与螺母之间的轴向间隙,不易磨损等优点,运动平稳,是用寿命长等优点;支承座采用的是固定支承式用的是深沟球轴承和向心轴承；因为工作台作为实验用运动部件重量和工作载荷都很小载荷几乎没有,实验台用的是直线滚动导轨副提高运动平稳性和减少工作台的摩擦系数;导轨副的选用要设计数控铣床工作台，需要承受的载荷不大，而且脉冲当量小，定位精度高，因此选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小，不易爬行，传动效率高，结构紧，安装预紧方便等优点。
在该工作台中分别用两个步进电机控制两个丝杠副运动,分别控制X方向和Y方向的运动，控制系统根据用户编制的程序的要求,发出脉冲型号控制两个步进电机,让两个工作台运动，从而实现了X-Y一体化的功能。
3.1.3 开环控制系统在实验中我们用的数控机床工作台伺服系统所用的是开环伺服系统;全闭环控制系统,结构复杂技术难度大,成本高;半闭环控制,调试比开环控制要困难,而其结构也相对复杂;经综合考虑要求经济性,而且运动精度要求不高,为简化结构和降低成本,所以我们选用的开环伺服结构;开环控制的系统框图:3.2 步进电机系统根据本课程设计所要求的步进电机数量为两个，一个步进电机控制X方向运动的工作台，另一个控制Y方向运动的工作台。
3.2.1 步进电机的工作原理及特点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。
虽然步进电机已被广泛应用，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。
步进电动机的转子由软磁材料或永磁材料制成多极的形式，定子上装有多相不同连接的控制绕组。
它的激励信号有直流脉冲、方波、多相方波和逻辑序列多种。
步进电动机的步距和速度不受电压波动、环境温度和负载变化的影响，而仅与脉冲频率有关。
改变脉冲频率就能在很大范围内准确调节电动机的速度。
因此步进电动机用于开环数字控制，可大大简化控制系统。
步进电动机配以位置检测元件时也可用于闭环数字控制，常用于打印机、带读出器、计数器、绘图机、数控机床、阀门执行机构、定位平台和数模转换器等。
步进电动机种类繁多，按运动形式分为旋转式步进电动机和直线式步进电动机。
这就是步进电机的工作原理及分类。
步进电机的特点一、过载性好其转速不受负载大小的影响，不像普通电机，当负载加大时就会出现速度下降的情况，所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合。
二、控制方便步进电机是以“步”为单位旋转的，数字特征比较明显，这样就给计算机控制带来了很大的方便，反过来，计算机的出现也为步进电机开辟了更为广阔的使用市场。
三、整机结构简单传统的机械速度和位置控制结构比较复杂，调整困难，使用步进电机后，使得整机的结构变得简单和紧凑。
第四章电路控制设计4.1 驱动电路的设计步进电机的速度控制比较容易实现，而且不需要反馈电路。
设计时的脉冲当量为0.01mm，步进电机每走一步，工作台直线行进给0.01mm。
步进电机驱动电路中采用了光电偶合器，它具有较强的抗干扰性，而且具有保护CPU的作用，当功放电路出现故障时，不会将大的电压加在CPU上使其烧坏。
图7 步进电机驱动电路图该电路中的功放电路是一个单电压功率放大电路，当A相得电时，电动机转动一步。
电路中与绕组并联的二极管D起到续流作用，即在功放管截止是，使储存在绕组中的能量通过二极管形成续流回路泄放，从而保护功放管。
与绕组W串联的电阻为限流电阻，限制通过绕组的电流不至超过额定值，以免电动机发热厉害被烧坏。
由于步进电机采用的是五相十拍的工作方式（五个线圈A、B、C、D、E），其正转时通电顺序为：AB-ABC-BC-BCD-CD-CDE-DE-DEA-EA-EAB-AB……….4.2 控制电路面板线路的设计4.2.1 电路的接线分析画出控制面板上的连接线路如下图所示4.2.2控制电路简图控制电路是整个工作台运动的核心，也是整个设计中最复杂的部分，因此在设计中重点研究的对象是整个控制电路的接线过程，下图就是十字工作台的控制电路简图控制系统电器简图4.2.3 电气接线简图电气接线简图见附件CAD A4图纸4.3 操作控制面板操作控制面板如下：第五章程序编语言程序设计每调用一次程序，步进电机就按设计规定的方向运动进给。