楊新社先進(jìn)個(gè)人材料

臨潼區(qū)斜口街辦楊新社同志地質(zhì)災(zāi)害防治

工作先進(jìn)個(gè)人材料

二一三年十月

地質(zhì)災(zāi)害防治工作先進(jìn)個(gè)人材料

楊新社，男，1960年出生，現(xiàn)年53歲，現(xiàn)就職于西安市臨潼區(qū)斜口街辦，任農(nóng)業(yè)科科長(zhǎng)，主抓地質(zhì)災(zāi)害防治工作。被安排負(fù)責(zé)斜口街辦地質(zhì)災(zāi)害防治工作以來(lái)20多年以來(lái)，始終把群眾的利益看得高于一切，時(shí)刻關(guān)心著群眾的安危，經(jīng)常深入農(nóng)村、山、塬一線開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害防治和群測(cè)群防工作，兢兢業(yè)業(yè)，任勞任怨，踏踏實(shí)實(shí)，埋頭工作，為臨潼區(qū)斜口街辦地質(zhì)災(zāi)害防治工作寫(xiě)下了光輝的一頁(yè)。

一、始終把群眾的利益、安危放在第一位

地質(zhì)災(zāi)害防治工作是一項(xiàng)龐大的社會(huì)系統(tǒng)性工程，事關(guān)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和千家萬(wàn)戶安全的大事。臨潼區(qū)斜口處在臨潼區(qū)西南部，渭河南岸，南依驪山，西臨灞橋區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜，行政村多處山區(qū)，房屋臨山而建，黃土窯洞居多，土質(zhì)松軟、邊坡高陡，遇有強(qiáng)降雨等天氣，極易發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)人民群眾居住安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。加上近年來(lái)我區(qū)極端氣候不斷增加，地質(zhì)災(zāi)害防治工作難度大、任務(wù)重。

楊新社同志十分重視地質(zhì)災(zāi)害防治工作，通過(guò)采取宣傳、培訓(xùn)、巡查、避險(xiǎn)等措施，使各項(xiàng)工作一直走在全區(qū)各街辦前面。從事地質(zhì)災(zāi)害工作以來(lái)，他逐步完善了街辦轄區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害群測(cè)群防網(wǎng)絡(luò)，落實(shí)了各個(gè)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的防災(zāi)責(zé)任人和監(jiān)測(cè)人。與隱患點(diǎn)群眾建立了深厚感情，他經(jīng)常深入基層，社區(qū)、村、組、農(nóng)戶，以嘮家常的形式，宣傳地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)，有效提高了村組干部群眾的防災(zāi)意識(shí)。每年汛前、汛中、汛后，他都要逐點(diǎn)逐戶走訪，排查隱患點(diǎn)變動(dòng)情況，核實(shí)防災(zāi)責(zé)任人、隱患點(diǎn)監(jiān)測(cè)人落實(shí)情況，查看隱患點(diǎn)各項(xiàng)防災(zāi)制度是否齊全，危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)群眾應(yīng)急撤離方案及措施是否可行等一些具體的工作。遇到陰雨天，有些隱患點(diǎn)坡陡路滑，行走極其艱難，但是每處都留下他的足跡，出現(xiàn)他的身影，他也從不叫苦叫累，特別是在出現(xiàn)災(zāi)險(xiǎn)情時(shí)，他都第一時(shí)間奔赴現(xiàn)場(chǎng)，查看災(zāi)害成因，組織群眾做好撤離工作。

今年入汛以來(lái)，特大暴雨、風(fēng)災(zāi)等災(zāi)害事件頻頻發(fā)生，當(dāng)險(xiǎn)情發(fā)生后，楊新社同志主動(dòng)請(qǐng)纓，每次都親臨一線，把“家”安到辦公室，安排協(xié)調(diào)各項(xiàng)防災(zāi)措施的落實(shí)和值班，為此，沒(méi)少受家人的責(zé)備和埋怨。他努力實(shí)現(xiàn)黨員干部的帶頭作用，為其他同志樹(shù)立了楷模、作出了榜樣，更為可貴的是他在處置險(xiǎn)情時(shí)不顧個(gè)人的安危，始終保持以國(guó)家的大義為重，心系人民，率先垂范，多次帶頭參加地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急處置工作，并承擔(dān)了相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)的重任，表現(xiàn)出一名共產(chǎn)黨員和領(lǐng)導(dǎo)干部的優(yōu)秀品質(zhì)。

二、善于學(xué)習(xí)，創(chuàng)新精細(xì)化管理

在地質(zhì)災(zāi)害防治工作中，楊新社同志善于借鑒兄弟單位好的做法，改變自己工作中的薄弱之處。為了將汛情及各類(lèi)信息在第一時(shí)間傳送到政府相關(guān)街辦領(lǐng)導(dǎo)、隱患點(diǎn)村組相關(guān)責(zé)任人、監(jiān)測(cè)人手中，建立了地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)信息系統(tǒng)，及時(shí)將天氣變化情況、雨情信息、地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)等通過(guò)手機(jī)短信，發(fā)送到相關(guān)人員手中，使他們通過(guò)信息內(nèi)容，做好提前部署，有效地將地質(zhì)災(zāi)害可能造成的損失降低到最低點(diǎn)。

在日常工作中，為了使監(jiān)測(cè)人員能時(shí)刻提醒自己肩負(fù)的重任，按照領(lǐng)導(dǎo)的指示，他負(fù)責(zé)給每個(gè)監(jiān)測(cè)人制作了胸牌，要求掛牌上崗巡查，保持24小時(shí)通信暢通。對(duì)各隱患點(diǎn)的警示牌進(jìn)行了更新，制做了高大、醒目、耐用、印有警示標(biāo)語(yǔ)的水泥板，起到了很好的警示作用。為了提高防災(zāi)責(zé)任人、監(jiān)測(cè)人的業(yè)務(wù)素質(zhì)能力，每年汛期，他都要負(fù)責(zé)組織一次系統(tǒng)性的培訓(xùn)，用生動(dòng)形象的影像資料和資深老師的講解，教會(huì)防災(zāi)人員如何預(yù)警、防范、撤離，最終保證了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

針對(duì)臨潼區(qū)汛期早，降雨量大，尤其是5月和6月份持續(xù)出現(xiàn)中大雨和強(qiáng)暴雨特點(diǎn)，楊新社同志對(duì)全區(qū)31個(gè)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的情況，多次組織專(zhuān)家進(jìn)行實(shí)地查看，根據(jù)災(zāi)害點(diǎn)的穩(wěn)定性、危險(xiǎn)性和輕重緩急，他參與制定了隱患點(diǎn)搬遷、治理計(jì)劃，搬遷隱患點(diǎn)7處20戶；工程治理隱患點(diǎn)3處，達(dá)到徹底消除隱患點(diǎn)的目的。為了使地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)基層單位和周邊群眾親身感受地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，如何進(jìn)行防、搶、撤等自救、互救能力，201*年6月20日，他組織南坡村舉行了地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急演練，演練過(guò)程從險(xiǎn)情速報(bào)到應(yīng)急處置，再到災(zāi)民安置和醫(yī)療救護(hù)，各個(gè)環(huán)節(jié)各項(xiàng)工作井然有序，圓滿地完成了演練任務(wù)，收到了很好的效果。

三、廣泛宣傳，全力提高地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)的普及率

楊新社同志充分利用在“4.22”地球日、“6.25”土地日、”、“12〃4法制日”宣傳和工作專(zhuān)題培訓(xùn)等活動(dòng)中，積極倡導(dǎo)，組織有關(guān)人員，編制相關(guān)材料，通過(guò)廣播電視播放節(jié)目，懸掛橫幅標(biāo)語(yǔ)，設(shè)立咨詢(xún)臺(tái)，制作宣傳展板，印發(fā)地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)手冊(cè)，播放地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)專(zhuān)題片，今年來(lái)共發(fā)放宣傳資料1000多份，發(fā)放地質(zhì)災(zāi)害防治基本常識(shí)小冊(cè)子300多份，放發(fā)明白卡678份，發(fā)放農(nóng)村建房避讓地質(zhì)災(zāi)害建議信1000多份，培訓(xùn)村民干部及學(xué)校師生2100余人次，極大地提高了群眾防災(zāi)減災(zāi)的意識(shí)和能力。

同時(shí)，他還積極與臨潼氣象臺(tái)等部門(mén)協(xié)商，共同承擔(dān)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)工作，先后建立了預(yù)警預(yù)報(bào)會(huì)商制度和信息發(fā)布等地質(zhì)災(zāi)害防治制度，通過(guò)發(fā)布地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)，使地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的群眾盡早知道降雨和可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的信息，及早采取防范措施，今年以來(lái)，他與區(qū)氣象臺(tái)就會(huì)商發(fā)布了地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)13次。

地質(zhì)災(zāi)害防治工作是一項(xiàng)需要極強(qiáng)責(zé)任心的工作，是一項(xiàng)需要用心去感知人民群眾的工作，是一項(xiàng)需要強(qiáng)健氣魄深入臨潼山山水水、溝溝坎坎去排查的工作，更是黨和政府為老百姓排憂解難的大事情，楊新社同志數(shù)年如一日的為臨潼區(qū)斜口地質(zhì)災(zāi)害防治工作做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，更是用實(shí)際行動(dòng)踐行了黨的群眾路線教育實(shí)踐活動(dòng)，“天若有情天亦老，人間有愛(ài)滿是情”我們?yōu)橛袟钚律邕@樣的好同志而自豪。

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中北大學(xué)計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1引言

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓�位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單。步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速一般是改變輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)每給一個(gè)脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，這樣就可以通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)脈沖到下一個(gè)脈沖的時(shí)間間隔來(lái)改變脈沖的頻率，延時(shí)的長(zhǎng)短來(lái)具體控制步進(jìn)角來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速。在本設(shè)計(jì)方案中采用AT89C51型單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器改變CP脈沖的頻率從而實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速與正反轉(zhuǎn)的功能。

設(shè)計(jì)時(shí)考慮到CPU在執(zhí)行指令時(shí)可能受到干擾的沖擊,導(dǎo)致程序”跑飛”或者進(jìn)入”死循環(huán)”,因此,設(shè)計(jì)了看門(mén)狗電路,使用的是MAXIM公司生產(chǎn)的微處理系統(tǒng)監(jiān)控集成芯片MAXI813。

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2步進(jìn)電機(jī)的概述

2.1步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)：

1）一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。

2）步進(jìn)電機(jī)外表允許的溫度高。步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來(lái)講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。

3）步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。

4）步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕�到高速）�?.2步進(jìn)電機(jī)的工作原理：

步進(jìn)電機(jī)是一種用電脈沖進(jìn)行控制,將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相位移的電機(jī),其機(jī)械位移和轉(zhuǎn)速分別與輸入電機(jī)繞組的脈沖個(gè)數(shù)和脈沖頻率成正比,每一個(gè)脈沖信號(hào)可使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度.脈沖的數(shù)量決定了旋轉(zhuǎn)的總角度,脈沖的頻率決定了電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度.當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱(chēng)為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的�？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。2.3步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)參數(shù)：2.3.1步進(jìn)電機(jī)的基本參數(shù)

1)空載啟動(dòng)頻率:

即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率更低。如果要使電

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機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕�到高速）�?/p>

2)電機(jī)固有步距角：

它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步距角的值，如86BYG250A型電機(jī)給出的值為0.9°/1.8°（表示半步工作時(shí)為0.9°、整步工作時(shí)為1.8°），這個(gè)步距角可以稱(chēng)之為‘電機(jī)固有步距角’，它不一定是電機(jī)實(shí)際工作時(shí)的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。

3)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)：

是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機(jī)的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72°。在沒(méi)有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來(lái)滿足自己步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，則‘相數(shù)’將變得沒(méi)有意義，用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。

4)保持轉(zhuǎn)矩（HOLDINGTORQUE）：是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機(jī)，在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。2.3.2步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ)：

1)步距角精度：步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分表示：誤差/步距角*100%。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15%以?xún)?nèi)。

2)失步：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱(chēng)之為失步。

3)失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。

4)最大空載起動(dòng)頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。

5)最大空載的運(yùn)行頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。

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6)運(yùn)行矩頻特性：電機(jī)在某種測(cè)試條件下測(cè)得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱(chēng)為運(yùn)行矩特性，這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。如下圖2.1所示：

圖2.1力矩頻率曲線

7)電機(jī)的共振點(diǎn)：

步進(jìn)電機(jī)均有固定的共振區(qū)域，二、四相感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)的共振區(qū)一般在180-250pps之間（步距角1.8度）或在400pps左右（步距角為0.9度），電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓越高，電機(jī)電流越大，負(fù)載越輕，電機(jī)體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然，為使電機(jī)輸出電矩大，不失步和整個(gè)系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點(diǎn)均應(yīng)偏移共振區(qū)較多。

其它特性還有慣頻特性、起動(dòng)頻率特性等。電機(jī)一旦選定，電機(jī)的靜力矩確定而動(dòng)態(tài)力矩卻不然，電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均電流（而非靜態(tài)流）平均電流越大，電機(jī)輸出力矩越大，即電機(jī)的頻率特性越硬。如下圖2.2所示：

圖2.2力矩頻率特性曲線

其中，曲線3電流最大、或電壓最高;曲線1電流最小、或電壓最低，曲線與負(fù)載的交點(diǎn)為負(fù)載的最大速度點(diǎn)。要使平均電流大，盡可能提高驅(qū)動(dòng)電壓，使采用小電感大電流的電機(jī)。

2.4步進(jìn)電機(jī)的分類(lèi)

2.4.1步進(jìn)電機(jī)分為三大類(lèi)：

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1)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VAriABleReluCtAnCe，簡(jiǎn)稱(chēng)VR）反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成的，轉(zhuǎn)子中沒(méi)有繞組。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本距角可以做得很小，但動(dòng)態(tài)性能較差。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)有單段式和多段式兩種類(lèi)型。

2)永磁式步進(jìn)電機(jī)（PermAnentMAgnet），簡(jiǎn)稱(chēng)PM永磁式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是用永磁材料制成的，轉(zhuǎn)子本身就是一個(gè)磁源。轉(zhuǎn)子的極數(shù)和定子的極數(shù)相同，所以一般步進(jìn)角比較大，它輸出轉(zhuǎn)矩大，動(dòng)態(tài)性能好，消耗功率�。ㄏ啾确磻�(yīng)式），但啟動(dòng)運(yùn)行頻率較低，還需要正負(fù)脈沖供電。

3)混合式步進(jìn)電機(jī)（HyBrid，簡(jiǎn)稱(chēng)HB）混合式步進(jìn)電機(jī)綜合了反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點(diǎn)�；旌鲜脚c傳統(tǒng)的反應(yīng)式相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點(diǎn)，而定子激磁只需提供變化的磁場(chǎng)而不必提供磁材料工作點(diǎn)的耗能，因此該電機(jī)效率高，電流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機(jī)具有較強(qiáng)的反電勢(shì)，其自身阻尼作用比較好，使其在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中比較平穩(wěn)、噪聲低、低頻振動(dòng)小。這種電動(dòng)機(jī)最初是作為一種低速驅(qū)動(dòng)用的交流同步機(jī)設(shè)計(jì)的，后來(lái)發(fā)現(xiàn)如果各相繞組通以脈沖電流，這種電動(dòng)機(jī)也能做步進(jìn)增量運(yùn)動(dòng)。由于能夠開(kāi)環(huán)運(yùn)行以及控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，因此這種電機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。2.4.2步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)外結(jié)構(gòu)

步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開(kāi)。0、1/3て、2/3て,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以て表示），即A與齒1相對(duì)齊，B與齒2向右錯(cuò)開(kāi)1/3て，C與齒3向右錯(cuò)開(kāi)2/3て，A"與齒5相對(duì)齊，（A"就是A，齒5就是齒1）下面是定轉(zhuǎn)子的展開(kāi)如圖2.3所示：

圖2.3定子展開(kāi)圖

電動(dòng)機(jī)定子鐵心和一般電機(jī)一樣由硅鋼片疊成，鐵心內(nèi)孔表面有開(kāi)口槽。轉(zhuǎn)子裝有一個(gè)軸向磁化永磁體用以產(chǎn)生一個(gè)單向磁場(chǎng)。永磁體產(chǎn)生的磁通，在每一個(gè)氣隙圓周上都是單方向通過(guò)氣隙的，這時(shí)作用在氣隙中的磁勢(shì)是同極性的，稱(chēng)為單極磁勢(shì)。而轉(zhuǎn)子

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包括兩段，一段經(jīng)永磁體磁化成N極，另一段磁化為S極，每段轉(zhuǎn)子齒以一個(gè)齒距間隔均勻分布，但兩段轉(zhuǎn)子的齒相互錯(cuò)開(kāi)1/2個(gè)轉(zhuǎn)子齒距。A)N極段截面圖B)S極段截面圖如圖2.4所示:

A)N極段截面圖B)S極段截面圖

圖2.4三相混合式步進(jìn)電機(jī)截面圖2.5步進(jìn)電機(jī)詳細(xì)調(diào)速原理：

步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速一般是改變輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)每給一個(gè)脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，這樣就可以通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)脈沖到下一個(gè)脈沖的時(shí)間間隔來(lái)改變脈沖的頻率，延時(shí)的長(zhǎng)短來(lái)具體控制步進(jìn)角來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電的調(diào)速。具體的延時(shí)時(shí)間可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

這就需要采用單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行加減速控制,實(shí)際上就是改變輸出脈沖的時(shí)間間隔,單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)加減法運(yùn)轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)的方法有軟件和硬件兩種,軟件方法指的是依靠延時(shí)程序來(lái)改變脈沖輸出的頻率,其中延時(shí)的長(zhǎng)短是動(dòng)態(tài)的,軟件法在電機(jī)控制中,要不停地產(chǎn)生控制脈沖,占用了大量的CPU時(shí)間,使單片機(jī)無(wú)法同時(shí)進(jìn)行其他工作;硬件方法是依靠單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在每次進(jìn)入定時(shí)中斷后,改變定時(shí)常數(shù),從而升速時(shí)使脈沖頻率逐漸增大,減速時(shí)使脈沖頻率逐漸減小,這種方法占用CPU時(shí)間較少,在各種單片機(jī)中都能實(shí)現(xiàn),是一種比較實(shí)用的調(diào)速方法。

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3步進(jìn)電機(jī)的控制原理

3.1四相步進(jìn)電機(jī)的控制要求：

(1)能對(duì)四相步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制；

(2)可實(shí)現(xiàn)對(duì)四相步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制；(3)能對(duì)四相步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)進(jìn)行控制。3.2運(yùn)動(dòng)速度的控制

步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入的脈沖頻率。從圖1可以看出，當(dāng)改變輸入脈沖的周期時(shí)，ABCD四相繞組高低電平的寬度將發(fā)生變化。這就導(dǎo)致通電和斷電變化的速率發(fā)生變化，使電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。所以調(diào)節(jié)輸入脈沖的周期就可以控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度。

圖3.1脈沖分配波形圖

3.3正、反轉(zhuǎn)控制

步進(jìn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制可通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序來(lái)改變其轉(zhuǎn)向，四相雙四拍步進(jìn)電機(jī)通電順為ABBCCDDAAB時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)繞組按ADDCCBBAAD順序通電時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)．因此，可以通過(guò)PLC輸出的方向控制信號(hào)改變硬件環(huán)行分配器的輸出順序，或經(jīng)編程改變輸出脈沖的順序來(lái)改變步進(jìn)電機(jī)繞組的通電順序?qū)崿F(xiàn)。

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4步進(jìn)電機(jī)電路

圖4.1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

圖4.1中僅為一相的驅(qū)動(dòng)電路。其余三相與之相同．在圖3中三極管T1起開(kāi)關(guān)作用。當(dāng)三極管截止時(shí)，無(wú)集電極電流流通，開(kāi)關(guān)相當(dāng)于斷開(kāi)；當(dāng)三極管飽和時(shí)，流過(guò)的集電極電流最大。開(kāi)關(guān)相當(dāng)于閉合，該開(kāi)關(guān)“動(dòng)作”可由加于基極的電流來(lái)控制。由T2、T3兩個(gè)三極管組成達(dá)林頓式功放電路，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的4個(gè)繞組．使電機(jī)繞組的靜態(tài)電流達(dá)到近2A。電路中使用光電耦合器將控制和驅(qū)動(dòng)信號(hào)隔離。當(dāng)控制輸入信號(hào)為低電平時(shí)，T1截止，輸出高電平，則紅外發(fā)光二極管截止，光敏三極管不導(dǎo)通．因此繞組中無(wú)電流流過(guò)；當(dāng)輸入信號(hào)為高電平時(shí)，T1飽和導(dǎo)通，于是紅外發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，使光敏三極管導(dǎo)通，向功率驅(qū)動(dòng)級(jí)晶體管提供基極電流．使其導(dǎo)通，繞組被通以電流。

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5算法的設(shè)計(jì)：

算法對(duì)于步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)相當(dāng)重在的環(huán)節(jié)，因?yàn)橹挥写_定了算法之后才能對(duì)步進(jìn)電機(jī)的速度進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，并時(shí)也能達(dá)到精確的調(diào)速目的。同時(shí)算法也是編寫(xiě)軟件的前提與基礎(chǔ)�？刂扑惴ㄓ卸喾N，常用的兩種算法是PID和模糊控制算法。

PID控制與模糊控制是兩種常用的控制方法,但它們還存在一些不足,如一般PID控制容易產(chǎn)生超調(diào)、模糊控制的穩(wěn)態(tài)精度不高,在這兩種控制方法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),可產(chǎn)生多種更好的控制方法。本文采用的復(fù)合PID控制算法和帶動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)哪：�控制算法克服了以上缺�?取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。5.1PID控制算法

PID調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)輸入的偏差值,按比例、積分、微分的函數(shù)關(guān)系,進(jìn)行運(yùn)算,將其運(yùn)算結(jié)果用以輸出控制,將基本PID算式離散化可得到位置型PID控制算法,對(duì)位置型PID進(jìn)行變換可得到增量型PID控制算法。對(duì)控制精度要求較高的系統(tǒng)一般采用位置型算法,而在以步進(jìn)電機(jī)或多圈電位器做執(zhí)行器件的系統(tǒng)中,則采用增量型算法。PID是一種工業(yè)控制過(guò)程中應(yīng)用較為廣泛的一種控制算法，它具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性好，適用范圍廣，控制參數(shù)易于整定等優(yōu)點(diǎn)。PID控制不需了解被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,只要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整控制器參數(shù),便可獲得滿意的結(jié)果。其不足之處是對(duì)被控參數(shù)的變化比較敏感。但是通過(guò)軟件編程方法實(shí)現(xiàn)PID控制,可以靈活地調(diào)整參數(shù)。,盡管近年來(lái)出現(xiàn)了很多先進(jìn)的控制算法，但PID控制仍然以其獨(dú)有的特點(diǎn)在工業(yè)控制過(guò)程中具有相當(dāng)大的比重，且控制效果相當(dāng)令人滿意。它的控制規(guī)律的數(shù)學(xué)模型如下：

\\*MERGEFORMAT\\*

MERGEFORMAT(5-1)

或?qū)懗蓚鬟f函數(shù)形式：

\\*MERGEFORMAT(5-2)

式中，e(t)：調(diào)節(jié)器輸入函數(shù)，即給定量與輸出量的偏u(t)：調(diào)節(jié)器輸出函數(shù)。Kp：比例系數(shù)；T：積分時(shí)間常數(shù)；T：微分時(shí)間常數(shù)。

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將式（2-1）展開(kāi)，調(diào)節(jié)器輸出函數(shù)可分成比例部分、積分部分和微分部分，它們分別是:

⑴比例部分比例部分的數(shù)學(xué)表達(dá)式是

\\*MERGEFORMAT,p在比例部分中，

Kp是比例系數(shù)，Kp越大，可以使系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程越快，迅速消除靜誤差；但Kp過(guò)大，易使系統(tǒng)超調(diào)，產(chǎn)生振蕩，導(dǎo)致不穩(wěn)定。因此，此比例系數(shù)應(yīng)選擇合適，才能達(dá)到使系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間短而穩(wěn)定的效果。

圖為比例調(diào)節(jié)器

（5-3）

比例調(diào)節(jié)器

其中：U控制器的輸出

\\*MERGEFORMAT比例系數(shù)

E調(diào)節(jié)器輸入偏差

\\*MERGEFORMAT控制量的基準(zhǔn)

比例作用：迅速反應(yīng)誤差，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，過(guò)大容易引起不穩(wěn)定比例積分微分調(diào)節(jié)器如圖5.1所示:

圖5.1

但PID算法有兩種分別為:位置式、增量式.

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位置式PID控制算法

（5-4）

（5-5）由(5-5)與(5-6)式可以推出下式

（5-6）

位置式控制算法提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置uk，需要累計(jì)Ek.增量式PID控制算法

（5-8）

由(1)與(2)式可推出下式:（5-10）

(5-9)

增量式控制算法提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)的增量\\*MERGEFORMAT只需要保持.現(xiàn)時(shí)以前3個(gè)時(shí)刻的偏差值即可.增量式算法不需做累加，計(jì)算誤差和計(jì)算精度問(wèn)題對(duì)控制量的計(jì)算影響較小；位置式算法要用到過(guò)去偏差的累加值，容易產(chǎn)生較大的累計(jì)誤差。

控制從手動(dòng)切換到自動(dòng)時(shí)，位置式算法必須先將計(jì)算機(jī)的輸出值置為原始值\\*MERGEFORMAT時(shí)，才能保證無(wú)沖擊切換；增量式算法與原始值無(wú)關(guān)，易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)沖擊切換。

在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象的實(shí)際情況加以選擇。一般認(rèn)為，在以閘管或伺服電機(jī)作為執(zhí)行器件，或?qū)�控制精度要求較高的系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)采用位置式算法；而在以步進(jìn)電機(jī)或多圈電位器作執(zhí)行器件的系統(tǒng)中，則應(yīng)采用增量式算法。

因本次設(shè)計(jì)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速范圍與控制精確的要求,應(yīng)采用增量式PID控制：系統(tǒng)的流程框圖如5.2所示:

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圖5.2步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制流程圖

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6步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)梯形圖(部分)

(1)、轉(zhuǎn)速控制

由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生不同周期T的控制脈沖，通過(guò)脈沖控制器的選擇，再通過(guò)環(huán)形分配器使四個(gè)輸出繼電器Y0、Y1、Y2和Y3按照雙四拍的通電方式接通。

(2)、正、反轉(zhuǎn)控制

通過(guò)正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)(調(diào)換相序)，改變Y0、Y1、Y2和Y3接通的順序．以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制。即

圖6.1(3)、步數(shù)控制

通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)器，控制四拍時(shí)序脈沖數(shù)．以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)步數(shù)的控制。系統(tǒng)控制步進(jìn)電機(jī)的梯形圖(部分)如圖6.2所示。

圖6.2

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6.1正反轉(zhuǎn)程序流程圖

圖6.3正反轉(zhuǎn)程序流程圖

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6.2轉(zhuǎn)速快慢程序流程圖

圖6.4

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7方案的論證

7.1控制方式的確定

步進(jìn)電機(jī)控制雖然是一個(gè)比較精確的，步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)具有成本低、簡(jiǎn)單、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，在采用單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)的CP脈沖的頻率或者換向周期實(shí)際上就是控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度。系統(tǒng)可用兩種辦法實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的速度控制。一種是延時(shí)，一種是定時(shí)。延時(shí)方法是在每次換向之后調(diào)用一個(gè)延時(shí)子程序，待延時(shí)結(jié)束后再次執(zhí)行換向，這樣周而復(fù)始就可發(fā)出一定頻率的CP脈沖或換向周期。延時(shí)子程序的延時(shí)時(shí)間與換向程序所用的時(shí)間和，就是CP脈沖的周期，該方法簡(jiǎn)單，占用資源少，全部由軟件實(shí)現(xiàn)，調(diào)用不同的子程序可以實(shí)現(xiàn)不同速度的運(yùn)行。但占用CPU時(shí)間長(zhǎng)，不能在運(yùn)行時(shí)處理其他工作。因此只適合較簡(jiǎn)單的控制過(guò)程。定時(shí)方法是利用單片機(jī)系統(tǒng)中的定時(shí)器定時(shí)功能產(chǎn)生任意周期的定時(shí)信號(hào)，從而可方便的控制系統(tǒng)輸出CP脈沖的周期。當(dāng)定時(shí)器啟動(dòng)后，定時(shí)器從裝載的初值開(kāi)始對(duì)系統(tǒng)及其周期進(jìn)行加計(jì)數(shù)，當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，定時(shí)器產(chǎn)生中斷，系統(tǒng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行定時(shí)中斷子程序。將電機(jī)換向子程序放在定時(shí)中斷服務(wù)程序中，定時(shí)中斷一次，電機(jī)換向一次，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度控制。由于從定時(shí)器裝載完重新啟動(dòng)開(kāi)始至定時(shí)器申請(qǐng)中斷止，有一定的時(shí)間間隔，造成定時(shí)時(shí)間增加，為了減少這種定時(shí)誤差，實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)，要對(duì)重裝的計(jì)數(shù)初值作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。調(diào)整的重裝初值主要考慮兩個(gè)因素一是中斷響應(yīng)所需的時(shí)間。二是重裝初值指令所占用的時(shí)間，包括在重裝初值前中斷服務(wù)程序重的其他指令因。綜合這兩個(gè)因素后，重裝計(jì)數(shù)初值的修正量取8個(gè)機(jī)器周期，即要使定時(shí)時(shí)間縮短8個(gè)機(jī)器周期。用定時(shí)中斷方式來(lái)控制電動(dòng)機(jī)變速時(shí)，實(shí)際上是不斷改變定時(shí)器裝載值的大小。在控制過(guò)程中，采用離散辦法來(lái)逼近理想的升降速曲線。為了減少每步計(jì)算裝載值的時(shí)間，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就把各離散點(diǎn)的速度所需的裝載值固化在系統(tǒng)的ROM中，系統(tǒng)在運(yùn)行中用查表法查出所需的裝載值，這樣可大幅度減少占用CPU的時(shí)間，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度愿大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)都運(yùn)行在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，因?yàn)槌杀据^低，并可提供運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)固有的位置控制，無(wú)須反饋。但是，在某些應(yīng)用中，需要更多的可靠性、安全性或產(chǎn)品質(zhì)量的保證，因此，閉環(huán)控制也是一種選擇.以下是一些實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)控制的方法：

1)步進(jìn)確認(rèn)，這是最簡(jiǎn)單的位移控制，使用一個(gè)低值的光學(xué)編碼器計(jì)算步進(jìn)移動(dòng)的數(shù)量。一個(gè)簡(jiǎn)單的回路與指令校驗(yàn)的步進(jìn)電機(jī)比較，驗(yàn)證步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)到預(yù)計(jì)的位置；

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2)反電動(dòng)勢(shì),一種無(wú)傳感器的檢測(cè)方法，使用步進(jìn)電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)（eleCtromotiveforCe，emf）信號(hào)，測(cè)量和控制速度。當(dāng)反電動(dòng)勢(shì)電壓降至監(jiān)測(cè)探測(cè)水平時(shí)，閉環(huán)控制轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)環(huán)，完成最終的位移移動(dòng)；

3）全伺服控制，指全時(shí)間的使用反饋設(shè)備，用于步進(jìn)電機(jī)--編碼器、解碼器、或其它反饋傳感器上，從而更為精確地控制步進(jìn)電機(jī)位移和轉(zhuǎn)矩。

其它的方法包括各種不同的反電動(dòng)勢(shì)控制電機(jī)參數(shù)測(cè)量和軟件技術(shù)，一些制造企業(yè)都會(huì)使用這些方法。這里，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)監(jiān)控和測(cè)量電機(jī)線圈，使用電壓額電流信息提高步進(jìn)電機(jī)控制。正阻尼使用這一信息阻擋振動(dòng)的速度，產(chǎn)生更多的可用的轉(zhuǎn)矩輸出，降低轉(zhuǎn)矩的機(jī)械振動(dòng)損耗。無(wú)編碼器安裝監(jiān)測(cè)采用信息檢測(cè)同步速度的損耗。

傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)控制通常采用反饋設(shè)備和非傳感方法，是有效的實(shí)現(xiàn)帶有安全需求、危險(xiǎn)狀況或高精確度要求的運(yùn)動(dòng)應(yīng)用的方法。

大多數(shù)基于步進(jìn)電機(jī)的系統(tǒng)，一般都運(yùn)行在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，這樣可提供一個(gè)低成本的方案。事實(shí)上，步進(jìn)系統(tǒng)可提高位移控制的的性能，且不需要反饋。但是，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)在開(kāi)環(huán)時(shí)運(yùn)行，在命令步幅和實(shí)際步幅之間會(huì)有同步損耗的可能。

閉環(huán)控制，是傳統(tǒng)步進(jìn)控制的一個(gè)部分，能有效地提供更高地可靠性、安全性或產(chǎn)品質(zhì)量。在這些步進(jìn)系統(tǒng)中，反饋設(shè)備或間接參數(shù)傳感方法的閉環(huán)能進(jìn)行校正或控制失步、監(jiān)測(cè)電機(jī)停滯，以及確保更大的可用轉(zhuǎn)矩輸出。近期，步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制（CLC）還能幫助執(zhí)行智能分布運(yùn)動(dòng)架構(gòu)。然而，開(kāi)環(huán)操作會(huì)有失步的風(fēng)險(xiǎn)，這將產(chǎn)生定位失誤。但與伺服系統(tǒng)中使用的編碼器相比，閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)采用的編碼器成本更低。故選擇閉環(huán)控制。

7.2驅(qū)動(dòng)方式的確定

并于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)一般有兩種方法，一種是通過(guò)CPU直接來(lái)驅(qū)動(dòng)，這種方法一般不宜采用，因?yàn)镃PU的輸出電流脈沖是特別小的它不能足以讓步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；別一種是通過(guò)CPU來(lái)間接驅(qū)動(dòng)，就是把從CPU輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，然后直接驅(qū)動(dòng)或是再通過(guò)光電隔離間接來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，這種方法比較安全可靠。固本次設(shè)計(jì)應(yīng)采用CPU間接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。用編碼器還的測(cè)速發(fā)電機(jī)作為轉(zhuǎn)速測(cè)量工具,因?yàn)檫x擇了閉環(huán)控制，就必須有反饋元件，反饋元件一般有兩種，一種是采用同軸的測(cè)速發(fā)電機(jī)，把步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋回來(lái)，然后通過(guò)顯示器顯示出來(lái)并對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)；別一種是通過(guò)光同軸的電編碼器把步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋回來(lái)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)；兩者相比，后者的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，安全可靠，污染少。固一般采用后者，用光電騙碼器作為反饋元件。

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7.3驅(qū)動(dòng)電路的選擇

步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)有多種，但最為常用的就是單電壓驅(qū)動(dòng)、雙電壓驅(qū)動(dòng)、斬波驅(qū)動(dòng)、細(xì)分控制驅(qū)動(dòng)等。單電壓驅(qū)動(dòng)是步進(jìn)電機(jī)控制中最為簡(jiǎn)單的一種驅(qū)動(dòng)電路，它在本質(zhì)上是一個(gè)單間的反相器。它的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因它的工作效率低，特別是在高頻下更顯的突出。它的外接電阻R要消耗相當(dāng)一部分的熱量，這樣就會(huì)影響電路的穩(wěn)定性所以此種驅(qū)動(dòng)方式一般只用在小功率的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路中。雙電壓驅(qū)動(dòng)是電路一般采用兩種電源電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)，因這兩個(gè)電源分別是一個(gè)為高壓一個(gè)為低壓，因此也稱(chēng)為高低壓驅(qū)動(dòng)電路。雙電壓驅(qū)動(dòng)電路的缺點(diǎn)是在高低壓連接處電流出現(xiàn)谷點(diǎn)，這樣必然引起力矩在谷點(diǎn)處下降。不宜于電機(jī)的正常運(yùn)行。對(duì)于斬波電路驅(qū)動(dòng)則可以克服這種缺點(diǎn)，并且還可以提高步進(jìn)電機(jī)的效率。所以從提高效率來(lái)看這是一種很好的驅(qū)動(dòng)電路，它可以用較高的電源電壓，同時(shí)無(wú)需外接電阻來(lái)限定期額定電流和減少時(shí)間常數(shù)。但由于其波形頂部呈現(xiàn)鋸齒形波動(dòng)，所以會(huì)產(chǎn)生較大的電磁噪聲。細(xì)分驅(qū)動(dòng)是用脈沖電壓來(lái)供電的，對(duì)于一個(gè)電壓脈沖，轉(zhuǎn)子就可以轉(zhuǎn)動(dòng)一步，一般會(huì)根據(jù)電壓脈沖的分配方式，步進(jìn)電機(jī)各相繞阻會(huì)輪流切換，固可以使步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。細(xì)分控制的電路一般分為兩類(lèi)，一類(lèi)是采用線性模擬功率放大器的方法獲得階梯形電流，這種方法簡(jiǎn)單，但效率低。別一種是用單片機(jī)采用數(shù)子脈寬調(diào)制的方法獲得階梯電流，這種方法需要復(fù)雜的計(jì)算可使細(xì)分后的步距角一致。但因本次設(shè)計(jì)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的精度要求比較高轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍比較廣，固應(yīng)選用驅(qū)動(dòng)芯片8713來(lái)驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速。7.4基本方案的確定

因本次設(shè)計(jì)的要求，選用三相三拍步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)選用89C51作為控制器。選取用8279來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示和鍵盤(pán)。選用8713作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片并通過(guò)光電耦合來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。然后由于步進(jìn)電機(jī)同軸的光電編碼器作為反饋元件，并把反饋回的信號(hào)經(jīng)CPU處理后再由顯示器顯示出來(lái)。但由鍵盤(pán)輸入的速度數(shù)值了得通過(guò)顯示器來(lái)顯示，固本次設(shè)計(jì)要兩排顯示，一排來(lái)顯示給定的轉(zhuǎn)速一排來(lái)顯示實(shí)際的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)原理框如圖所示：

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圖7.1系統(tǒng)原理框圖

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8總結(jié)

在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。

課程設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程．”千里之行始于足下”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．

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