侵權投訴

利用PIC單片機控制步進電機控制系統的方法概述

2020-03-18 16:14 ? 次閱讀
是一種離散運動的裝置,它和現代數字控制技術有著緊密的本質的聯系。步進電機亦是一種將電脈沖轉化為角位移或直線位移的執行機構,當步進電機驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(又稱之為步進角),為此可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過脈沖頻率來控制步進電機的轉動速度和加速度,從而達到調速的目的。從以上所述可知,步進電機是可以用脈沖信號直接進行定位控制,由于其具有一定的精度,且控制線路簡單,使用方便、可靠;因此它廣泛地應用于工業自動控制、數控機床、組合機床、機器人、外圍設備(掃描儀、磁盤驅動器、打印機)、照相機(包括照相機與數碼照相機),投影儀、數碼攝像機、放像機(VCD、DVD 等)、大型望遠鏡、衛星天線定位系統、醫療器械、條碼掃描儀以及各種可控工具等等。隨著經濟的發展,技術的進步和電子技術的發展,步進電機的應用領域更加廣闊,同時也對步時電機的運行性能提出了更高的要求。本文就采用當前流行的 PIC 單片機來對步進電機進行控制以及自適應控制技術在步進電機中的應用進行了研究和討論。

2、自適應控制原理

2.1 系統原理框圖

含羞草 圖 1 所示為模型參考自適應控制系統原理框圖。從圖中我們可以看出與典型的反饋控制系統的不同之處是在圖 1 中增加了參考模型和自適應機構。在自適應控制系統中,當偏差信號 e(t)=x(t)-y(t)進入自適應控制回路后,經運算產生準實時的調整作用,從而改變控制器的參數,使得 x(t)-y(t)=e(t)趨向和直至等于零,此時自適應控制調整控制器參數過程完成。

利用PIC單片機控制步進電機控制系統的方法概述

2.2 基于 PIC 單片機構成步進電機自適應控制

采用 PIC 單片機構成步進電機自適應控制系統如圖 2 所示。

利用PIC單片機控制步進電機控制系統的方法概述

含羞草 基于 PIC16F877 的步進電機控制系統硬件結構圖如圖 3 所示。

利用PIC單片機控制步進電機控制系統的方法概述

本文所討論的步進電機為應用于數控機床的 5 相混合式 90BYG550A-0301 型,其 PIC 步進電機驅動系統結構圖如圖 4 所示。

利用PIC單片機控制步進電機控制系統的方法概述

3、軟件設計

含羞草 3.1 步進電機的升降曲線

常見的步進電機升降速運行曲線有三種,即直線型、階梯型、指數型,本文僅對直線型升降速曲線進行討論,如圖 5 所示。

利用PIC單片機控制步進電機控制系統的方法概述

含羞草 這種直線型升降速運行曲線的升(降)速的加(減)速度是恒定的,在開環控制時,由于不可能充分考慮步進電機輸出轉矩隨速度變化的特性,故此步進電機在高速時會發生失步,而本文所討論的控制系統中,由于反饋與自適應技術的應用,這個缺點可以得以克服。

由步進電機的工作原理可知,步進電機的輸出力矩隨著它的旋轉角速度變化,因此在整個升降速過程中,步進電機的角加速度應隨轉子角速度的變化而自適應地變化。使步進電機在不失步條件下,以最短的時間升速(降速)到給定速度,因此,尋求升降速曲線的自適應規律,是實現步進電機精確定位的關鍵。

3.2 軟件構成

根據步進電機控制系統所要完成的功能,軟件程序主要有:故障中斷處理程序、定時移位中斷程序、步進控制信號中斷處理程序、相序刷新和通信處理程序、升降速曲線自適應控制處理程序。

以下主要介紹升降速曲線自適應控制處理程序。圖 6 為升降速曲線自適應控制處理程序流程圖。

利用PIC單片機控制步進電機控制系統的方法概述

4、討論

步進電機由于是由脈沖信號控制的,所以完全可以采用開環控制方式,這在精度要求不高的場合,不失為一種簡單、實用、經濟而可行的技術方案。但是,在開環控制的步進電機驅動系統中,其輸入的脈沖不依賴轉子的位置,而是事先按照一定規律給定的,控制系統不能跟隨運行頻率和負載大小而調整其控制參數,這就給步進電機的開環運行帶來一些不利因數,特別是在低頻、中頻的某些頻率點,將會出現振蕩,而在高頻區又將出現電磁力矩下降的情況;振蕩和電磁力矩的下降都有可能造成失步和位置控制不準的后果。

含羞草 閉環反饋控制加自適應控制是直接或間接地檢測轉子的位置和速度,通過反饋和自適應處理,按照優化的升降運行曲線,自動地發出驅動的脈沖串,不僅可使步進電機的拖動力矩特性有顯著提高,可獲得更精確的位置控制和較高較平穩的轉速,而且可以使步進電機在許多其他領域內獲得更大的通用性與實用性。

5、結束語

采用自適應控制技術的 PIC 單片機實現方法應用于步進電機的控制驅動,可以充分利用步進電機的有效轉矩,動態過程的快速響應性和魯棒性都得到顯著地提高,縮短了升降速的時間,可防止失步和過沖現象。實驗結果表明,采用本文所述的自適應控制技術方案的步進電機能夠平穩可靠地沿著所設計的曲線與性能運行,升降速過程平穩而快速。由于 PIC 單片機價格低廉,性能可靠,集成度高,很多外圍元件都已集成到片塊內部,使得外圍電路很是簡潔,加之指令數少而精煉,故此采用 PIC 單片機作為步進電機控制系統的核心處理器是一種實用與經濟的選擇。

收藏 人收藏
分享:

評論

相關推薦

基于PIC單片機的4×4行列式鍵盤系統設計方案解析

行列式鍵盤的接法比獨立式鍵盤的接法復雜,編程實現上也會比較復雜。但是,在占用相同的I/O端口的情況下....
發表于 04-03 16:04 ? 7次 閱讀
基于PIC單片機的4×4行列式鍵盤系統設計方案解析

混合式步進電機的優缺點

定子的主極數為6,交鏈磁通大,而且兩相激磁時的轉矩合成效率比兩相步進電機好,轉矩較高。
發表于 04-03 09:18 ? 8次 閱讀
混合式步進電機的優缺點

步進電機真實內部結構
發表于 04-02 11:28 ? 105次 閱讀

PIC單片機的各種清零指令解析

1.寄存器清零指令 實例:CLRW;寄存器W被清零 說明:該條指令很簡單,其中W為PIC....
發表于 04-01 15:51 ? 63次 閱讀
PIC單片機的各種清零指令解析

EasyDriver步進電機驅動器翻譯
發表于 03-31 12:01 ? 87次 閱讀

操控電機的種類有哪些

操控電機首要是運用在準確的轉速、方位操控上,在操控體系中作為“施行安排”。可分紅伺服電機、步進電機、....
發表于 03-29 16:47 ? 168次 閱讀

步進電機和步進電機驅動器選型的九條準則

為了讓更多的用戶了解步進電機及步進電機驅動器,挑選到最適宜自個運用懇求的步進電機和步進電機驅動器,特....
發表于 03-29 16:05 ? 127次 閱讀

兩相步進電機的驅動相電流的問題,為什么加速過程測的相電流是正弦波,一旦電機速度起來達到最大速度運行的時候測的電機相電流是...
發表于 03-28 21:18 ? 33次 閱讀

兩相步進電機的驅動相電流的問題,為什么加速過程測的相電流是正弦波,一旦電機速度起來達到最大速度運行的時候測的電機相電流是...
發表于 03-28 20:33 ? 37次 閱讀

步進電機電梯控制的代碼資料免費下載

本文檔的主要內容詳細介紹的是步進電機電梯控制的代碼資料免費下載。
發表于 03-28 08:00 ? 44次 閱讀
步進電機電梯控制的代碼資料免費下載

PIC單片機鍵盤系統的設計方案解析

行列式鍵盤的工作方式是先用列線發送掃描字,然后讀取行線的狀態,查看是否有按鍵按下。鍵盤部分提供一種掃....
發表于 03-27 14:36 ? 68次 閱讀
PIC單片機鍵盤系統的設計方案解析

請教PIC問題                        &...
發表于 03-26 15:28 ? 199次 閱讀

FAULHABER 福爾哈貝擴大IE??3編碼器兼容性

大型盤式磁鐵步進電機具有極高的動態性能,這通常依靠閉環控制來實現性能最大化,同時限制電機的功耗。IE....
發表于 03-26 15:25 ? 209次 閱讀
FAULHABER 福爾哈貝擴大IE??3編碼器兼容性

PIC單片機對機器人的控制程序設計

在整個控制中,組合的動作很多,當所有動作定位都通過光電開關控制時,在程序編寫上就有一些問題。如要求左....
發表于 03-25 15:24 ? 97次 閱讀
PIC單片機對機器人的控制程序設計

步進電機控制程序的原理是怎么樣的

資源使用說明: 定時器: ■步進電機控制器采用兩個定時器cputimer0 和 cputimer....
發表于 03-24 15:02 ? 97次 閱讀
步進電機控制程序的原理是怎么樣的

減速步進電機滲漏油的原因及解決辦法

在設備檢修時,由于結合面上污物清除不徹底,或密封膠選用不當、密封件方向裝反、不及時更換密封件等也會引....
發表于 03-23 14:18 ? 60次 閱讀
減速步進電機滲漏油的原因及解決辦法

絲桿步進電機工作原理_絲桿步進電機的用途

絲桿步進電機的轉子為永磁體,當電流流過定子繞組時,定子繞組產生一矢量磁場。該磁場會帶動轉子旋轉一角度....
發表于 03-23 11:48 ? 185次 閱讀
絲桿步進電機工作原理_絲桿步進電機的用途

直流減速步進電機的四個額定值

直流減速電機,即微型減速電機。一般是通過把電動機、內燃機或其他高速運轉的動力通過齒輪減速電機的輸入軸....
發表于 03-23 11:44 ? 60次 閱讀
直流減速步進電機的四個額定值

步進電機的轉矩公式_步進電機轉矩歸零的方法

采用帶停轉檢測的專用電機驅動芯片。這種芯片在電機停轉時,能夠立刻檢測到電機處于停轉狀態,從而確定零點....
發表于 03-23 11:32 ? 91次 閱讀
步進電機的轉矩公式_步進電機轉矩歸零的方法

直線絲桿步進電機應用原則

步進電機閉環的轉矩隨著轉速的增加而降低,即具備低轉速高扭力的特點,適合的轉速為500左右。而伺服電機....
發表于 03-23 11:08 ? 63次 閱讀
直線絲桿步進電機應用原則

步進電機驅動器的三種驅動模式

 步進電機驅動器主要是區別在于步進電機線圈電流的控制精度。主要有三種驅動模式
發表于 03-22 15:56 ? 261次 閱讀

PIC單片機芯片在電渦流傳感器溫度補償中有怎么樣的應用

目前,國際上新型傳感器正從模擬式的數字式、從集成化向智能化的方向發展。智能化集成溫度傳感器于20世紀....
發表于 03-21 11:57 ? 59次 閱讀
PIC單片機芯片在電渦流傳感器溫度補償中有怎么樣的應用

基于STM32F103C6與CAN收發器L9616實現一體化步進電機驅動器設計

本文設計的基于CAN總線的一體化兩相步進電機驅動器系統框圖如圖1所示,包括CAN收發器L9616、M....
發表于 03-20 10:02 ? 125次 閱讀
基于STM32F103C6與CAN收發器L9616實現一體化步進電機驅動器設計

使用DSP TMS320F28335和FPGA XC3S500控制步進電機的資料合集

本文檔的主要內容詳細介紹的是使用DSP TMS320F28335和FPGA XC3S500控制步進電....
發表于 03-19 08:00 ? 83次 閱讀
使用DSP TMS320F28335和FPGA XC3S500控制步進電機的資料合集

電機作為最主要的機電能源轉換裝置,其應用范圍已遍布全球國民經濟的各個領域,無論是在人們日常生活中使用的白色家電等家用電器...
發表于 03-17 10:30 ? 105次 閱讀

DMC1380運動控制卡的用戶手冊免費下載

本手冊旨在幫助你學習 DMC1380 控制卡的使用,包括軟件函數的調用、參數的設置、硬件接線以及應用....
發表于 03-17 08:00 ? 24次 閱讀
DMC1380運動控制卡的用戶手冊免費下載

TMC2226超靜音電機驅動芯片的數據手冊免費下載

TMC2226是一款用于兩相步進電機的超靜音電機驅動芯片。TRINAMICs精密隱形斬波器確保無噪音....
發表于 03-17 08:00 ? 61次 閱讀
TMC2226超靜音電機驅動芯片的數據手冊免費下載

在嵌入式Linux開發過程中需要為指定設備編寫和編譯驅動程序,這與以往在PC機上的Linux驅動開發明顯不同,本文設計了基于S3C...
發表于 03-17 06:21 ? 89次 閱讀

什么是Arduino?Arduino的詳細資料講解

什么是 Arduino?相信很多讀者都會有這個疑問,甚至有人認為手中的開發板就是 Arduino。維....
發表于 03-16 08:00 ? 133次 閱讀
什么是Arduino?Arduino的詳細資料講解

如何采用微控制器或數字信號處理器來控制步進電機

步進電機已經滲透入我們生活的方方面面,本文介紹了一些重要的步進電機相關技術,為開發人員基本了解步進電....
發表于 03-14 09:09 ? 483次 閱讀
如何采用微控制器或數字信號處理器來控制步進電機

使用Trinamic TMC5160-EVAL-SHIELD節省寶貴的資源

Trinamic推出了一種新的大電流步進電機驅動/控制芯片TMC5160的評估板-TMC5160-E....
發表于 03-14 08:12 ? 196次 閱讀
使用Trinamic TMC5160-EVAL-SHIELD節省寶貴的資源

STM32控制步進電機的資料和代碼及講解說明

步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。通俗一點講:當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步....
發表于 03-14 08:00 ? 110次 閱讀
STM32控制步進電機的資料和代碼及講解說明

最近在做用ms3988驅動步進電機時,不論控制電機快速還是慢速轉都有嗡嗡聲。 我的驅動原理與上面鏈接描述的相似。采用改變pwm占...
發表于 03-12 15:38 ? 342次 閱讀

想求這個程序,預期希望電機每次轉動90度,SPEED最好為1  ,有想法聯系QQ1130011026   #include ...
發表于 03-12 05:55 ? 55次 閱讀

我在使用ex_boot_uart時候,看到里面有個文件ezbl_lib.a,但是打不開,請問群內大神,這個文件是干嘛用的,影響Bootloader的移植...
發表于 03-10 10:33 ? 153次 閱讀

步進電機轉速與脈沖頻率的關系

控制脈沖頻率低,此時轉子的速度高于步進電機定子旋轉磁場的速度。 還以上面的0.02S充電時間常數為例....
發表于 03-10 10:22 ? 223次 閱讀
步進電機轉速與脈沖頻率的關系

57步進電機搭配57電機驅動器注意事項

步進電機也叫步進器,它利用電磁學原理,將電能轉換為機械能,隨著嵌入式系統的日益流行,步進電機的使用也....
發表于 03-10 10:06 ? 250次 閱讀
57步進電機搭配57電機驅動器注意事項

影響兩相步進電機負載力變化的因素

多相步進電機的優點是能高速響應。步進電機為同步電機,繞組電流頻率與轉子速度成正比例,若電機高速運轉,....
發表于 03-10 09:42 ? 107次 閱讀
影響兩相步進電機負載力變化的因素

ULN2003驅動28BYJ48步進電機STM32F103版庫函數合集免費下載

ULN2003驅動28BYJ48步進電機STM32F103版庫函數合集免費下載
發表于 03-10 08:00 ? 122次 閱讀
ULN2003驅動28BYJ48步進電機STM32F103版庫函數合集免費下載

IHM01A1步進電機驅動板的電路原理圖免費下載

本文檔的主要內容詳細介紹的是IHM01A1步進電機驅動板的電路原理圖免費下載。
發表于 03-09 08:00 ? 85次 閱讀
IHM01A1步進電機驅動板的電路原理圖免費下載

PIC16F874單片機為中心處理器的直流電機調速設計

本調速系統采用PIC16F874單片機作為中心處理器,充分利用了PIC16F874單片機捕捉、比較、....
發表于 03-07 13:21 ? 100次 閱讀
PIC16F874單片機為中心處理器的直流電機調速設計

步進伺服系統控制模式的區別

步進電機和伺服電機的控制方式不同,步進電機是通過控制脈沖的個數控制轉動角度的,一個脈沖對應一個步距角....
發表于 03-07 10:26 ? 197次 閱讀
步進伺服系統控制模式的區別

造成步進電機失步的因素和防止措施

說起步進電機,對于電氣控制行業的工程師來說應該再熟悉不過了!它的誤差不會長期積累,能夠實現精確定位,....
發表于 03-07 09:51 ? 137次 閱讀
造成步進電機失步的因素和防止措施

PIC單片機以及51和AVR單片機的IO口操作方法解析

51單片機IO口的結構比較簡單,每個IO口只有一個IO口寄存器Px,而且這個寄存器可以位尋址,操作起....
發表于 03-06 18:37 ? 286次 閱讀
PIC單片機以及51和AVR單片機的IO口操作方法解析

PIC單片機實現AD轉換的設計方案

AD轉換就是模數轉換。顧名思義,就是把模擬信號轉換成數字信號。主要包括積分型、逐次逼近型、并行比較型....
發表于 03-06 16:16 ? 228次 閱讀
PIC單片機實現AD轉換的設計方案

PIC單片機實現多回路溫度控制系統的設計

本系統被設計為8個溫度檢測回路, 每一個回路將熱電偶產生的對溫度的微弱信號, 經過溫度變送單元轉換成....
發表于 03-06 15:20 ? 348次 閱讀
PIC單片機實現多回路溫度控制系統的設計

pic單片機鍵盤系統的設計方案

行列式鍵盤的接法比獨立式鍵盤的接法復雜,編程實現上也會比較復雜。但是,在占用相同的I/O端口的情況下....
發表于 03-06 10:38 ? 227次 閱讀
pic單片機鍵盤系統的設計方案

pic單片機多路ad切換程序與循環程序設計

pic單片機(Peripheral Interface Controller)是一種用來開發和控制外....
發表于 03-06 10:13 ? 226次 閱讀
pic單片機多路ad切換程序與循環程序設計

pic單片機程序設計的基本方法解析

pic單片機在學習和工作中均扮演著重要角色,在往期文章中,小編曾對pic單片機匯編指令加以介紹,以幫....
發表于 03-06 09:58 ? 226次 閱讀
pic單片機程序設計的基本方法解析

pic單片機的各種匯編語言指令解析

因此,熟練 pic 單片機編程尤為重要。為保證大家能準確、熟練掌握 pic 單片機的使用,本文特帶來....
發表于 03-06 09:31 ? 224次 閱讀
pic單片機的各種匯編語言指令解析

步進電機專用驅動器TB6600的數據手冊免費下載

這是一款專業的兩相步進電機驅動。可實現正反轉控制,通過3 位 撥碼開關選擇7 檔細分控制(1,2/A....
發表于 03-06 08:00 ? 105次 閱讀
步進電機專用驅動器TB6600的數據手冊免費下載

步進電機的工作原理和步進電機功放電路板的制作過程詳細講解

 步進功放電路主要用在步進電機的驅動系統中,對步進電機的驅動脈沖進行放大,它的穩定性直接影響到步進電....
發表于 03-05 08:00 ? 119次 閱讀
步進電機的工作原理和步進電機功放電路板的制作過程詳細講解

基于步進電機驅動芯片和核步法實現閉環控制電路的設計

步進電機是將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的一種裝置。它產生的位移與輸入脈沖數嚴格成正比,平均轉速與....
發表于 03-02 09:38 ? 263次 閱讀
基于步進電機驅動芯片和核步法實現閉環控制電路的設計

Trinamic推出大功率步進電機的完整解決方案

TMCM-1278以及PD60 / 86-1278 PANdrive?具有先進的運動控制功能集,為驅....
發表于 02-24 10:32 ? 197次 閱讀
Trinamic推出大功率步進電機的完整解決方案

步進電機的細分控制

撥碼開關實際上就是選擇開關,我們選擇了多少細分倍數,就去設定這個撥碼開關,總共有六個撥碼開關,前面的....
發表于 02-24 09:18 ? 225次 閱讀
步進電機的細分控制

印刷機械如何選擇步進電機和伺服電機

由于印刷機械的自動化、規范化和數據化的迅速發展,印刷機械對微型電動機的需求越來越多。目前在印刷設備中....
發表于 02-24 08:57 ? 211次 閱讀
印刷機械如何選擇步進電機和伺服電機

Trinamic推出最新的PANdrive?智能電機產品線

TRINAMIC運動控制有限公司宣布推出其最新的 PANdrive?智能電機產品線, 增加了PD-1....
發表于 02-24 08:55 ? 143次 閱讀
Trinamic推出最新的PANdrive?智能電機產品線

基于PIC單片機的精確加油系統設計

精確加油系統由低功耗單片機(PIC16C57)、IC卡讀寫控制電路、EEPROM存儲電路、液晶顯示、....
發表于 02-17 16:26 ? 359次 閱讀
基于PIC單片機的精確加油系統設計

使用PLC如何控制步進電機的速度與方向

步進電機是一種很常見的動力元件,步進電機可以很方便的由控制系統控制其速度與轉動方向。那么使用PLC如....
發表于 02-16 22:37 ? 1284次 閱讀

基于pic單片機的評估板設計方案

近年來,由于數據通信需求的推動,加上半導體、計算機等相關電子技術領域的快速發展,短距離無線與移動通信....
發表于 02-07 09:05 ? 178次 閱讀
基于pic單片機的評估板設計方案
電子發燒友 華秋開發
APP 網站地圖