步进电机控制原理

；步数减1为0？
5.3 步进电机控制
正、反转通电状态字表
POINT：DB DB DB DB DB DB DB
01H 03H 02H 06H 04H 05H 00H
DB DB DB DB DB DB DB
01H 05H 04H 06H 02H 03H 00H
；结束字符
；结束字符
5.3 步进电机控制
为了减少每步计算装载值的时间，系统设计时就预先把各离
散点的速度所需的时间常数固化在ROM中，系统运行中用查表的 方法读取所需的装载值，这种方法称为计时法。 计算机通过比较累计规定的电机工作步数后自动增减延时程 序的时间常数，按步数间隔改变电机的工作频率的控制方法称为 计步法。
5.3 步进电机控制
A
双三拍方式——
通电顺序：
AB→BC→CA→AB 旋转方向： 逆时针
C’
B’
B
A’
CHale Waihona Puke 5.3 步进电机控制A
单三拍方式——
通电顺序：
AC→CB→BA→AC 旋转方向： 顺时针
C’
B’
B
A’
C
5.3 步进电机控制
A
三项六拍方式——
通电顺序：
A→AB→B→BC→C →CA →A 旋转方向： 逆时针
N
N
规定定长满否？
到位否？ N 定长计数器加1
返回 N 规定定长满否？ Y 延时常数+Δ
5.3 步进电机控制
用微机对步进电机进行加减速控制，实际上，就是改变输出 时钟脉冲的时间间隔，升速时，使脉冲串逐渐加密，减速时，使 脉冲串逐渐疏稀。 计算机用定时器中断的方式来控制变速时，就是不断改变定 时器装载的定时时间常数的大小，一般用离散办法来逼近理想的 升降速曲线。
步进电机变速控制
步进电机在工作过程中不能立即启动和立即停止。在启动时应逐 步地加速到一个预定速度，在停止时应提前减速。在一般情况下，系 统的极限起动频率是比较低的，而要求运行的速度往往比较高，如果 系统以要求的速度直接起动，可能发生丢步或根本不运行的情况。为 了在不“丢”步的情况下提高速度，电机在启动时应该速度较小，然 后逐渐加速到接近电机的最高工作频率运行。反之，在到达加工终点 前，电机就逐渐减速，待运行速度降到一定值时再停机，以防止步进 电机由于惯性冲过终点。
步序 1 2 3 4
P1口输出状态 00000001 00000011 00000010 00000110
绕组 A AB B BC
通电状态字 01H 03H 02H 06H
5
6
00000100
00000101
C
CA
04H
05H
5.3 步进电机控制
入口 是正转吗 F0=0？ Y 设正转数据指针 R1←#POINT 建立反转数据指针 R0←#POINT
C’
1
B’
4 B
3
2
C
A’
5.3 步进电机控制
A
三项六拍方式——
通电顺序：
A→AC→C→CB→B→BA→A 旋转方向： 顺时针
C’
1
B’
4 B
3
2
C
A’
5.3 步进电机控制
5.3.1 步进电机
步进电机可工作于单相通电方式，也可工作于双相通电方式以及 单相、双相交叉通电方式，选用不同的工作方式，可使步进电机具有 不同的工作性能，诸如减小步距，提高定位精度和工作稳定性等。 步距角θ：
5.3 步进电机控制
步进电机是典型的开环驱动装置，它将插补输出的进给脉冲
转换为具有一定方向、大小和速度的机械转角位移（一个脉冲控
制步进电机走一个脉冲当量），并带动机械部件运动。在机床设 备中，开环伺服系统的精度主要由步进电机决定，速度也受步进
电机性能的限制。但它的结构和控制简单，容易调整，在速度和
精度要求不太高的场合，仍有一定的使用价值。
5.3 步进电机控制
5.3 步进电机控制
A
单三拍方式——
通电顺序：
A→B→C→A 旋转方向： 逆时针
C’
1
B’
4 B
3
2
C
A’
5.3 步进电机控制
A
连续旋转一周
C’
1
B’
4 B
3
2
C
A’
5.3 步进电机控制
A
单三拍方式——
通电顺序：
A→C→B→A 旋转方向： 顺时针
C’
1
B’
4 B
3
2
C
A’
步 进 电
步 进 电机 类 型及 工作 方 式 选 择
DB
机 接
口 步 进 光电 隔离 电机 驱 动 器 A B C 步 进 电机
电路
CB
微型计算机控制步进电机系统框图
5.3 步进电机控制
2．步进电机控制
8051 单片机 P1.2 P1.1 P1.0 控制 信号 步进电 机驱动 器
A B C 步进 电机
N
三 相 六 拍 控 制 程 序 流 程 图
取控制字
Y
是最后一个 控制字？ N 输出控制字 Y 调延时子程序 修改控制字地 址
步数到？ R0-1=0？ Y 返回
N
5.3 步进电机控制
ROUTN：JB F0，LOOP2 MOV R1，#POINT LOOP1：MOV A，＠R1 JZ ROUTN MOV P1，A ACALL DELAY INC R1 AJMP LOOP3 LOOP2：MOV ADD MOV AJMP LOOP3：DJNZ RET A，#POINT A，#07H R1，A LOOP1 R0，LOOP1 ；判别正反转 ；建立正转通电状态 字地址 指针 ；读通电状态字 ；结束字符？是，转到ROUTN ；输出通电状态字 ；延时 ；修改通电状态字地址指针 ；建立反转通电状态字地址指针
5.3 步进电机控制
变速控制中频率与步长的关系
f 频率
fe
恒频控制 升频控制 降频控制
L1
L2
L(步长)
5.3 步进电机控制
入口 延时常数<给定量？ N 延时 步进电机进给 Y
延时
计 步 法 变 速 控 制 程 序 流 程 图
步进电机进给 步进长度加1 步进长度加1 到减速位否？ 定长计数器加1 Y 是高速否？ N Y 延时 Y 延时常数-Δ 进给 计数长度加1 Y N

360 Zrm
N为电动机相数；K=1，2，4。 Zr是转子齿数；m是运行拍数,通常等于相数或相数的整数倍，即
m KN
5.3 步进电机控制
5.3.2 步进电机控制 按预定的工作方式分配各个绕组的通电脉冲； 定子绕组通电状态改变速度越快，其转子旋转的速度越快，即通
电状态的变化频率越高，转子的转速越高；
改变定子绕组的通电顺序，将改变转子旋转方向； 控制步进电机的速度，使它绐终遵循加速→匀速→减速的运动规
律工作。
5.3 步进电机控制
1. 步进电机驱动方式
常用的驱动方式是高低压驱动： 电机移步时加额定或超过额定值 的电压，以便在较大的电流驱动 下，使电机快速移步。在锁步时 则加低于额定值的电压。
AB 单 片 机