代完成机电一体化毕业论文
我之前有在《仪器与设备 》,你也可以自己去找下吧~论文貌似是都可以免费下载的
毕 业 论 文 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)机电一体化"的发展历程 1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶. (二)机电一体化"发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”,而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。 5.微型机电化——微型化。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 二、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 三、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。 (一)我国“机电一体化”工作面临的形势 1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度 2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。 3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在我国工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。 另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。 (二) 我国“机电一体化”工作的任务 我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。 总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。 四、我国发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排,协调发展计划 目前,我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车! (二)强化行业管理,发挥“协会”作用 目前,我国“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作…… (三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 (四)突出发展重点,兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 结束语:本论文在各位老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间,也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀,我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里,本设计能够顺利的完成,也归功于各位任课老师的认真负责,使我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少资料,才使我的毕业论文工作顺利完成。在此向学院工程系的全体老师表示由衷的谢意。 希望我的答案可以帮得上楼主!
1,无轴承电机起源及发展起源と非耐力モータの开発 フェラーリと多相ACシステムテスラの80、19世纪半ば以降、多沃罗沃尔ガウスはブラシと整流子なし、三相非同期モータ、诱导モータを発明したが、长期的には高速で発明ベアリングのメンテナンスはまだ厄介な问题です。 二次世界大戦后、直流磁気轴受技术は、モータと転送が可能な実行にアクセスせずに、ですが、伝送コストが强磁性のオブジェクトのための高定数磁场中で悬浊液を安定させることはできません。アクティブ磁気轴受の発明は、この问题を解决がアクティブ磁気轴受と5自由度で、かさばる、复雑な构造と高いコストを磁気轴受制御を课す刚性ローターをサポートします。 20世纪の半分は、开発や核エネルギーの利用の必要性を、磁気轴受ので、ヨーロッパの様々な磁気轴受の计画を勉强し始めたの要件を高速モーターを満たすためにサポートするために浓缩ウランを制造する超高速远心分离を使用して対応する。 1975年、ハーマンは轴受モータの特许出愿していた、特许は、± 1の数の関系上极に磁気轴受极巻线モータ巻线の数を提案した。ハーマンの提案は、时间非耐力モータを生成できない场合に使用します。 磁性材料としてさらに强力な竞争力を配置している永久磁石同期モータの磁気特性を向上させる。一方、バイポーラトランジスタのアプリケーションで、非破壊とBailingeerはない轴受モータを生成することで、回路提案の组み合わせを切り替える高性能パワーアンプの新世代の要件を満たす。 1985年パワーデバイスおよびデジタル信号プロセッサを切り替えを迅速かつ负荷容量、20年のACモータのベクトル制御技术の前に実用化に行われて抱え、このソリューションは、デジタル制御の问题をも轴受モータをしています。スイス连邦工科大学のチューリッヒ、ビッケル、これらの科学技术の进歩の基础で、后半20世纪、80は、最初は何の影响モータを制作されました。 轴受技术なしにほぼ同时にビッケルとA.千叶県1990年に、初めて、リラクタンスモータ。 1993年、チューリッヒ连邦工科大学のrをSchoebの轴受技术なしに初めてのACモータ用。 実用的なアプリケーションに対する轴受モータは、1998年にキーのブレークスルーは、连邦工科大学は、チューリッヒ工科Baletaの同期モータ轴受なく、モータ単纯な构造を、薄い永久磁石を开発大きく、非常に価値が多くの分野でコスト管理システムを低减。 2000は、チューリッヒ连邦工科大学のの米Sliber of、一度もベアリングレスモータの歴史in、非浮上モータの実用化をmaking一歩をforward制御システムのコストを削减するありませんbearing単相モータを开発と考えただけではisとは経済的です。いいえ轴受モータの轴受は、単纯な电気制御システムとしてマシンとしてモータを支援し、多くの分野で、ノーモータ轴受复雑ではないにも非常に経済的です。我々は、近い将来、この技术は中国では、アプリケーションの広い范囲を行われると思います。 特性とその応用非耐力モータの いいえ轴受モータ、磁気轴受、电磁力类似の运动理论によって生成された、磁気轴受ラジアル军がステータのデカップリング制御モータのトルクと独立制御の半径浮上力によって达成にインストールされ巻线生成基づいている。いいえ轴受モータは、磁気浮上磁気轴受のすべての利点を持ってメンテナンスフリー、长寿命の操作を、灭菌、非有害液体または気体透过汚染が必要です典型的な非耐力モータアプリケーションに最适です。今、次のアプリケーションを取得。 1。半导体业界 エッチングでは、システムボードは、洗浄やプロセスを研磨腐食性薬液処理で使用され、制品の品质は、薬液の品质に大きく、液体供给ポンプは重要なリンクによって异なります。酸と同様に、腐食性薬液などの有机溶剤は、ポンプは、清洁で信頼性の高い伝送される必要があり、ポンプは、腐食や温度の要件に、特定の抵抗が必要です。伝统的な空気が薄く、ポンプ寿命が短く、最高温度のほとんどは约100℃、运动バルブ、薄いも粒子の少量を生产する场合、液体输送が不均一なパルスが、加工品质のプロセスに影响を与える。なし轴受は、モータのシールは、従来の伝送の欠点を、高精度の半导体制造プロセスの要求を満たすことができる解决するためにポンプ。现时点では、300Wの力は、ポンプは轴受モータシールを半导体业界に适用しています。 2は轴受モータシールポンプ廃弃物と化学业界は、悪い状态で放射性环境の高放射线环境、解决することができます。机械轴受の摩耗やメンテナンスの问题。化学业界では、交通机関や効果的なシーリングシステムの生产は、ポンプの轴シールを封止するためさらなる改善を必要とする、机械轴受は、报告した障害の80%に障害をシールに起因よると、ベアリング、接続およびその他の20%润滑を必要とするに失败しました。非耐力モータシールポンプの环境汚染からの安全の目的は、使用が最良の选択です。现时点では、チューリヒ连邦工科大学とスルザーポンプ社はシール无料のプロトタイプ开発とテスト作业をポンプ轴受、30kWのパワーを完了试运転に入った。 3。ライフサイエンス 心が人生の永久运动マシンは、障害を修复することは困难です。一部またはすべての心臓病患者の福音の生活の継続として人工心臓置换心。损伤の血液细胞は、引き起こし溶血は、凝固と血栓症、さらには患者の命を危険にさらすように机械の血液ポンプ轴受は、摩擦热を生成します。チューリッヒ连邦工科大学、成功企业を开発Levitronixない轴受の永久磁石モータ駆动ポンプ、心臓の体内に移植することが可能なデバイスを支援室は、临床応用にされている残しました。 研究とアプリケーションの展望 中国リニアモーターカーと磁気轴受は、长年にわたり、20世纪以来の研究を行うには、90年代后半に、江苏大学、沈阳工科大学と南京大学航空と相次いで国家自然科学基金によって非耐力モーターで、両方の理论と実験の研究を実施いくつかの成功を収めた。研究所と情报工学、江苏省の大学、朱电気?秋とJ.ヒューゲル连邦工科大学の、スイスのチューリッヒの教授と共同で非耐力永久磁石同期モータの方式を适用力を适用作业は、センサーの検出、低消费电力およびその他の重要技术的な问题の捕获に成功した世界初の开発を実施方式を适用永久磁石スライスモータの非耐力电力は、2004年に化学业界では、半导体产业および他の応用を期待される。 米国では、日本およびその他の国、ライフサイエンス、制薬业界、化学工业、半导体业界、食品业界やアプリケーションの他の分野で非耐力モーター。特别な电気通信の多くの分野で、中国のさらなる経済発展に伴い、従来の伝送および伝送を変更し、制品の品质を向上させる、コストの削减を、环境汚染を削减し、重要な役割を果たすでしょう。したがって、轴受モーター私たちの国ではなく、非耐力モータの研究および広范な実用的な意义のアプリケーションに积极的に大きな可能性アプリケーション市场があります2,无轴承电机的发展二次世界大戦后、直流磁気轴受技术は、モータと転送が可能な実行にアクセスせずに、ですが、伝送コストが强磁性のオブジェクトのための高定数磁场中で悬浊液を安定させることはできません。アクティブ磁気轴受の発明は、この问题を解决がアクティブ磁気轴受と5自由度で、かさばる、复雑な构造と高いコストを磁気轴受制御を课す刚性ローターをサポートします。 20世纪の半分は、开発や核エネルギーの利用の必要性を、磁気轴受ので、ヨーロッパの様々な磁気轴受の计画を勉强し始めたの要件を高速モーターを満たすためにサポートするために浓缩ウランを制造する超高速远心分离を使用して対応する。 1975年、ハーマンは轴受モータの特许出愿していた、特许は、± 1の数の関系上极に磁気轴受极巻线モータ巻线の数を提案した。ハーマンの提案は、时间非耐力モータを生成できない场合に使用します。 磁性材料としてさらに强力な竞争力を配置している永久磁石同期モータの磁気特性を向上させる。一方、バイポーラトランジスタのアプリケーションで、非破壊とBailingeerはない轴受モータを生成することで、回路提案の组み合わせを切り替える高性能パワーアンプの新世代の要件を満たす。 1985年パワーデバイスおよびデジタル信号プロセッサを切り替えを迅速かつ负荷容量、20年のACモータのベクトル制御技术の前に実用化に行われて抱え、このソリューションは、デジタル制御の问题をも轴受モータをしています。スイス连邦工科大学のチューリッヒ、ビッケル、これらの科学技术の进歩の基础で、后半20世纪、80は、最初は何の影响モータを制作されました。 轴受技术なしにほぼ同时にビッケルとA.千叶県1990年に、初めて、リラクタンスモータ。 1993年、チューリッヒ连邦工科大学のrをSchoebの轴受技术なしに初めてのACモータ用。 実用的なアプリケーションに対する轴受モータは、1998年にキーのブレークスルーは、连邦工科大学は、チューリッヒ工科Baletaの同期モータ轴受なく、モータ単纯な构造を、薄い永久磁石を开発大きく、非常に価値が多くの分野でコスト管理システムを低减。 2000は、チューリッヒ连邦工科大学のの米Sliber of、一度もベアリングレスモータの歴史in、非浮上モータの実用化をmaking一歩をforward制御システムのコストを削减するありませんbearing単相モータを开発と考えただけではisとは経済的です。いいえ轴受モータの轴受は、単纯な电気制御システムとしてマシンとしてモータを支援し、多くの分野で、ノーモータ轴受复雑ではないにも非常に経済的です。我々は、近い将来、この技术は中国では、アプリケーションの広い范囲を行われると思います。 特性とその応用非耐力モータの いいえ轴受モータ、磁気轴受、电磁力类似の运动理论によって生成された、磁気轴受ラジアル军がステータのデカップリング制御モータのトルクと独立制御の半径浮上力によって达成にインストールされ巻线生成基づいている。いいえ轴受モータは、磁気浮上磁気轴受のすべての利点を持ってメンテナンスフリー、长寿命の操作を、灭菌、非有害液体または気体透过汚染が必要です典型的な非耐力モータアプリケーションに最适です。今、次のアプリケーションを取得。 1。半导体业界 エッチングでは、システムボードは、洗浄やプロセスを研磨腐食性薬液処理で使用され、制品の品质は、薬液の品质に大きく、液体供给ポンプは重要なリンクによって异なります。酸と同様に、腐食性薬液などの有机溶剤は、ポンプは、清洁で信頼性の高い伝送される必要があり、ポンプは、腐食や温度の要件に、特定の抵抗が必要です。伝统的な空気が薄く、ポンプ寿命が短く、最高温度のほとんどは约100℃、运动バルブ、薄いも粒子の少量を生产する场合、液体输送が不均一なパルスが、加工品质のプロセスに影响を与える。なし轴受は、モータのシールは、従来の伝送の欠点を、高精度の半导体制造プロセスの要求を満たすことができる解决するためにポンプ。现时点では、300Wの力は、ポンプは轴受モータシールを半导体业界に适用しています。 2は轴受モータシールポンプ廃弃物と化学业界は、悪い状态で放射性环境の高放射线环境、解决することができます。机械轴受の摩耗やメンテナンスの问题。化学业界では、交通机関や効果的なシーリングシステムの生产は、ポンプの轴シールを封止するためさらなる改善を必要とする、机械轴受は、报告した障害の80%に障害をシールに起因よると、ベアリング、接続およびその他の20%润滑を必要とするに失败しました。非耐力モータシールポンプの环境汚染からの安全の目的は、使用が最良の选択です。现时点では、チューリヒ连邦工科大学とスルザーポンプ社はシール无料のプロトタイプ开発とテスト作业をポンプ轴受、30kWのパワーを完了试运転に入った。 3。ライフサイエンス 心が人生の永久运动マシンは、障害を修复することは困难です。一部またはすべての心臓病患者の福音の生活の継続として人工心臓置换心。损伤の血液细胞は、引き起こし溶血は、凝固と血栓症、さらには患者の命を危険にさらすように机械の血液ポンプ轴受は、摩擦热を生成します。チューリッヒ连邦工科大学、成功企业を开発Levitronixない轴受の永久磁石モータ駆动ポンプ、心臓の体内に移植することが可能なデバイスを支援室は、临床応用にされている残しました。 研究とアプリケーションの展望 中国リニアモーターカーと磁気轴受は、长年にわたり、20世纪以来の研究を行うには、90年代后半に、江苏大学、沈阳工科大学と南京大学航空と相次いで国家自然科学基金によって非耐力モーターで、両方の理论と実験の研究を実施いくつかの成功を収めた。研究所と情报工学、江苏省の大学、朱电気?秋とJ.ヒューゲル连邦工科大学の、スイスのチューリッヒの教授と共同で非耐力永久磁石同期モータの方式を适用力を适用作业は、センサーの検出、低消费电力およびその他の重要技术的な问题の捕获に成功した世界初の开発を実施方式を适用永久磁石スライスモータの非耐力电力は、2004年に化学业界では、半导体产业および他の応用を期待される。 米国では、日本およびその他の国、ライフサイエンス、制薬业界、化学工业、半导体业界、食品业界やアプリケーションの他の分野で非耐力モーター。特别な电気通信の多くの分野で、中国のさらなる経済発展に伴い、従来の伝送および伝送を変更し、制品の品质を向上させる、コストの削减を、环境汚染を削减し、重要な役割を果たすでしょう。したがって、轴受モーター私たちの国ではなく、非耐力モータの研究および広范な実用的な意义のアプリケーションに积极的に大きな可能性アプリケーション市场があります。
步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。我为大家整理的电机控制技术论文,希望你们喜欢。 电机控制技术论文篇一 步进电机控制系统 摘要:步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展, 步进电机的需求量与日俱增, 在各个国民经济领域都有应用。 关键词:步进电机;执行元件;计算机;发展 1步进电机原理及特征 步进电机的目前发展情况 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。当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”), 它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量, 从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度, 从而达到调速的目的。在非超载的情况下, 电机的转速、停止的位置只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、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机, 利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。 步进电机的特点 1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电, 而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制, 也可以进行速度控制。角度控制时, 每输入一个脉冲, 定子绕组就换接一次, 输出轴就转过一个角度, 其步数与脉冲数一致, 输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时, 步进电机绕组中送入的是连续脉冲, 各相绕组不断地轮流通电, 步进电机连续动转, 它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序, 即改变定子磁场旋转方向, 就可以控制电机正转或是反转。 步进电机的一些典型运用场合 ①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。 ②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。 ③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。 目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机,并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。 步进电机的运转原理及结构 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只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。 旋转 如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力,以下均同)。如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。 如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て。 这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 2电路设计分析 8253及8255驱动步进电机电路 ①按图连接线路,利用8255 输出脉冲序列,开关K0~K6 控制步进电机转速,K7控制步进电机转向。8255 CS 接288H~28FH。PA0~PA3 接BA~BD;PC0~PC7 接K0~K7。 ②编程:当K0~K6 中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动,并且电机转动速度大小不同。K7 向上打电机正转,向下打电机反转。 实验重要参数计算 由实际测试得,stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。 由实验要求:先顺时针,每分钟6圈,转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。 停止三秒:8086机器周期为1/*15*exp6即15M个机器周期的指令。 后逆时针,每分钟30圈,转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。 实际问题及解决方法 ①硬件连接及软件程序不够熟练,经多方面查资料,翻阅书籍,确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。 ②键盘及LED显示的控制不够理想,经程序的细心解读,最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030,按12号键显示1。。。0006,按14号键启动运行,按15号键停止运行。 ③转速控制,开始不够精确。经反复测试,最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN,30R/MIN的设定步数。 3总结体会 首先,利用星研集成环境软件编辑并运行程序,在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果,分析实验程序及硬件电路;然后,在利用原有源程序进行实验时,电机的转速控制不是很明显,这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值,及8253的分频数,以使电机转速达到6r/min和30r/min。其次,调节8259控制键盘及显示,最终达到实时显示转速及转动方向,并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的,步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比,每给一个脉冲,步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步,所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速,此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。 参考文献 【1】王忠民,等。微型计算机原理(第二版)。西安:西安电子科技大学出版社,2007 【2】江晓安,董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安:西安电子科技大学出版社,2009 【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京:高等教育出版社,2010 步进电机控制系统 韩 浩 (西安文理学院物理与机械电子工程系 陕西西安 710000) 摘要:步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展, 步进电机的需求量与日俱增, 在各个国民经济领域都有应用。 关键词:步进电机;执行元件;计算机;发展 1步进电机原理及特征 步进电机的目前发展情况 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。当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”), 它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量, 从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度, 从而达到调速的目的。在非超载的情况下, 电机的转速、停止的位置只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、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机, 利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。 步进电机的特点 1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电, 而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制, 也可以进行速度控制。角度控制时, 每输入一个脉冲, 定子绕组就换接一次, 输出轴就转过一个角度, 其步数与脉冲数一致, 输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时, 步进电机绕组中送入的是连续脉冲, 各相绕组不断地轮流通电, 步进电机连续动转, 它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序, 即改变定子磁场旋转方向, 就可以控制电机正转或是反转。 步进电机的一些典型运用场合 ①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。 ②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。 ③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。 目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机,并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。 步进电机的运转原理及结构 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只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。 旋转 如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力,以下均同)。如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。 如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て。 这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 2电路设计分析 8253及8255驱动步进电机电路 ①按图连接线路,利用8255 输出脉冲序列,开关K0~K6 控制步进电机转速,K7控制步进电机转向。8255 CS 接288H~28FH。PA0~PA3 接BA~BD;PC0~PC7 接K0~K7。 ②编程:当K0~K6 中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动,并且电机转动速度大小不同。K7 向上打电机正转,向下打电机反转。 实验重要参数计算 由实际测试得,stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。 由实验要求:先顺时针,每分钟6圈,转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。 停止三秒:8086机器周期为1/*15*exp6即15M个机器周期的指令。 后逆时针,每分钟30圈,转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。 实际问题及解决方法 ①硬件连接及软件程序不够熟练,经多方面查资料,翻阅书籍,确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。 ②键盘及LED显示的控制不够理想,经程序的细心解读,最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030,按12号键显示1。。。0006,按14号键启动运行,按15号键停止运行。 ③转速控制,开始不够精确。经反复测试,最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN,30R/MIN的设定步数。 3总结体会 首先,利用星研集成环境软件编辑并运行程序,在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果,分析实验程序及硬件电路;然后,在利用原有源程序进行实验时,电机的转速控制不是很明显,这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值,及8253的分频数,以使电机转速达到6r/min和30r/min。其次,调节8259控制键盘及显示,最终达到实时显示转速及转动方向,并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的,步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比,每给一个脉冲,步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步,所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速,此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。 参考文献 【1】王忠民,等。微型计算机原理(第二版)。西安:西安电子科技大学出版社,2007 【2】江晓安,董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安:西安电子科技大学出版社,2009 【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京:高等教育出版社,2010 电机控制技术论文篇二 步进电机的加减速控制 [摘 要]本文详细分析了步进电机及其工作原理,并基于MCS-51系列单片机设计步进电机的数字控制系统。在设计中加入了步进电机的细分技术和恒频脉宽调制技术。结合脉冲分配器的使用,开发了简单的细分驱动控制电路。 [关键词]步进电机;单片机;细分控制 中图分类号:F140 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0038-01 一、引言 随着科学技术的发展和微电子控制技术的应用,步进电机作为一种可以精确控制的电机,广泛应用在高精密加工机床,微型机器人控制,航天卫星等高科技领域。 二、 步进电机的原理 步进电机是一种控制用的特种电机,它无法像传统电机那样直接通过输入交流或直流电流使其运行,而是需要输入脉冲电流来控制电机的转动,所以步进电机又称为脉冲电机。其功能是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移,即给一个脉冲电信号,电机就转动一个角度或前进一步。按励磁方式可以分为反应式、永磁式和混合式三种类型,本设计中选用的是反应式步进电机,其结构如图1所示。 这是一台四相反应式步进电机的典型结构。共有4套定子控制绕组,绕在径向相对的两个磁极上的一套绕组为一相,也就是说定子上两个相对的大齿就是一个相,电机按照A―B―C―D―A……的顺序不断接通和断开控制绕组,转子就会一步一步的连续转动。其转速取决与各控制绕组通电和断电的频率,即输入的脉冲频率。旋转的方向则取决与各控制绕组轮流通电的顺序。 三、步进电机的驱动控制 步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专门的步进电机驱动控制器。步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能,不仅取决于步进电机自身的性能,也取决于步进电机驱动器的优劣。 步进电机的驱动方式有很多种,包括单电压驱动、双电压驱动、斩波驱动、细分驱动、集成电路驱动和双极性驱动。本设计选用的是恒频脉宽调制细分驱动控制方式,这是在斩波恒流驱动的基础上的进一步改进,既可以使细分后的步距角均匀一致,又可以避免复杂的计算。 四、恒频脉宽调制细分电路的设计 1、脉冲分配的实现 在步进电机的单片机控制中,控制信号由单片机产生。它的通电换相顺序严格按照步进电机的工作方式进行。通常我们把通电换相这一过程称为脉冲分配。本设计中选用8713脉冲分配器芯片来进行通电换相控制。 2、系统控制电路设计 步进电机控制系统主电路设计如图2所示。 从上图可以看出,8713脉冲分配器的5、6、7引脚均接高电平,所以这是一个控制四相步进电机按四相八拍运行的控制电路。8751单片机的和端口分别与8713脉冲分配器的3引脚和4引脚相连。由8751单片机的端提供步进脉冲,端则控制步进电机的转向,输出高电平,步进电机正传;输出低电平,步进电机反转。单片机依然是控制的主体,它通过定时器T0输出20kHz的方波,送D触发器,作为恒频信号。同时,由8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号作为控制信号,它的方波电压的每一次变化,都使转子转动一步。 当8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号Ua不变时,恒频信号CLK的上升沿使D触发器输出Ub高电平,使开关管T1、T2导通,绕组中的电流上升,采样电阻上R2上压降增加。当这个压降大于Ua时,比较器输出低电平,使D触发器输出Ub低电平,T1、T2截止,绕组的电流下降。这使得R2上的压降小于Ua,比较器输出高电平,使D触发器输出高电平,T1、T2导通,绕组中的电流重新上升。这样的过程反复进行,使绕组电流的波顶呈锯齿形。因为CLK的频率较高,锯齿形波纹会很小。 当Ua上升突变时,采样电阻上的压降小于Ua,电流有较长的上升时间,电流幅值大幅增长,上升了一个阶段,但由于这里输出的是方波信号而不是阶梯信号,所以只有一个上升阶段,也就是说这个“阶梯信号”只包含了一个阶,并没有把每一步细分成许多步,而是令输出脉冲信号上升和下降的坡度变大,使原本的方波输出变的圆滑,实现了控制信号类似梯形的平滑处理,如图3所示。 同样,当Ua下降突变时,采样电阻上的压降有较长时间大于Ua,比较器输出低电平,CLK的上升沿即使会让D触发器输出1也马上清零。电源始终被切断,使电流幅值大幅下降,降到新的阶段为止。 以上过程重复进行。Ua每一次变化,就会使转子转过一个细分步。 在这个电路中有一个最突出的特点,那就是用8713脉冲分配器所输出的脉冲信号取代了典型恒频脉宽细分电路中D/A转换器所提供的阶梯控制信号。这样的设计极大的简化了电路,并且降低了脉冲分配的控制难度。虽然用方波信号取代了阶梯波信号,使得单一相运行时的细分程度有所降低,但是由于步进电机的四相绕组是同进进行工作的,所以也可以达到了步进电机细分驱动控制的目的。 六、结束语 当前,步进电机的应用正不断深入到日常生活和工业制造的各个方面,并且国内外对步进电机及其控制技术的研究也在不断的进步。这些知识的掌握在今后的工作和生活之中将会起到非常积极的影响。 参考文献 [1] 吴守箴,臧英杰等.电气传动的脉宽调制控制技术[M].北京: 机械工业出版社,2002. [2] 王晓明.电机的单片机控制[M].北京航空航天大学出版社,2002. [3] 李建忠主编.单片机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008. [4] 李仁定主编.电机的微机控制[M].北京:机械工业出版社,2004. [5] 黄勇,廖宇,高林.基于单片机的步进电机运动控制系统设计[J].电子测量技术,2008,31(5):150-154.看了“电机控制技术论文”的人还看: 1. 计算机控制系统论文 2. 有关计算机控制技术论文 3. plc应用技术论文 4. 计算机控制系统论文 5. 浅谈电机与电力拖动论文
随着科学技术向生产力逐步转化,机电一体化产品的设计已经涉及到机械、电气和控制等众多领域。单领域、分散建模的设计方法已经很难满足产品综合设计的要求。通过对机电一体化技术与虚拟原型技术的深入研究并且将虚拟原型技术引入到机电一体化产品设计,得到基于虚拟原型的机电一体化设计技术,以满足机电产品多领域交互设计的需求。本文基于SolidWorks和LabVIEW软件研究了虚拟原型机电一体化设计技术,以LabVIEW集成的相关模块为纽带将SolidWorks和LabVIEW紧密联系,构建基于SolidWorks-LabVIEW的机电一体化产品的综合设计环境。其次,以直线一级倒立摆为例研究了机电一体化虚拟原型的数学建模、机械建模、电气建模、控制建模以及基于LabVIEW的控制算法的设计与仿真。最后,研究了基于虚拟原型机电一体化的仿真设计方法,包括机械、电气和控制等领域的仿真设计以及在基础上的综合仿真设计。将原来以LabVIEW集成的NISoftMotionforSolidWorks模块为桥梁的SolidWorks-LabVIEW联合设计方法进一步改进,使虚拟原型能够完成复杂系统的控制设计并且显著提高实时性和可视性。实例仿真实验表明,基于虚拟原型机电一体化产品设计方法能够有效解决传统设计方法遇到复杂控制算法、实时性以及可视性等瓶颈问题,缩短研制周期,节约开发成本,为机电一体化产品设计提供了全新的技术。[1]刘凯.一级倒立摆系统设计与LQR最优控制仿真[J].工业仪表与自动化装置.2012(03)[2]韩亚军.基于线性二次最优LQR的直线倒立摆控制系统研究分析[J].电气传动自动化.2012(03)[3]陈海霞,刘霞.虚拟样机技术在数控机床设计中的应用[J].机械制造与自动化.2011(03)[4]叶立永,卢方.机电一体化技术的应用[J].中国新技术新产品.2010(16)[5]易杰,俞斌.倒立摆系统的状态空间极点配置控制设计[J].电子测试.2008(08)[6]张浩,冯长建.基于Solidworks软件的虚拟样机技术及其应用[J].煤矿机械.2004(09)[7]姜士湖,闫相桢.虚拟样机技术及其在国内的应用前景[J].机械.2003(02)[8]李瑞涛,方湄,张文明.虚拟样机技术的概念及应用[J].机电一体化.2000(05)
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