《基于matlab的步进电机转速控制仿真(论文)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于matlab的步进电机转速控制仿真(论文)（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘 要一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。每输入一个冲信号，该电动机就转过一定的角度（有的步进电动机可以直接输出线位移，称为直线电动机） 。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用逐渐扩大。虽然步进电机已被广泛地应用 ，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。在产品成型之初尚若利用仿真软件设计电路，仿真是对其进行研究的一个重要的不可缺少的手段，在仿真环境中进行控制程序的调试，这不仅不需要实际的硬件设备 ，更能部分满足
2、工程需求 。MATLAB 语言是一种面向科学工程计算的高级语言，它集科学计算 、自动控制、信号处理、神经网络、图像处理等功能于一体，是一种高级的数学分析与运算软件，可用作动态系统的建模和仿真。基于 MATLAB 的仿真环境下建立了步进电机模型，不仅仿真结果与实物simulink仿真一致，而且其仿真方法简单，仿真时间大大缩短，是一种理想的步进电机仿真研究方法。关键词：步进电机，仿真matlabsimulinkABSTRACTGeneral Motors is a continuous rotation, while the step is electric rotating step by st
3、ep, so called stepper motors. Each input of a red signal, the motor will turn a certain angle (some stepper motors can be directly output line displacement, known as the linear motor). Therefore, the stepper motor is a pulse into the point of displacement (or linear displacement) of the implementati
4、on of the components. With the development of digital control systems, stepper motor application gradually expanding. Although the stepper motor has been widely used, but the stepper motor does not like a normal DC motor, AC motor used in the routine. It must be double-ring pulse signal drive circui
5、t composed of control before use. Used in the product forming the beginning of Shang Ruoli simulation software circuit simulation is an important study of its Indispensable want of means to control program simulation environment for debugging, not only without actually hardware, better Bufen meet th
6、e engineering requirements. Matlab language is a science and engineering calculations for high-level language, which combines scientific computing, automatic control, signal processing, neural networks, image processing and other functions into one, is an advanced mathematical analysis and computati
7、on software can be used as dynamic Modeling and Simulation. MATLAB-Simulink simulation environment based on the establishment of a stepping motor under the model, simulation results not only consistent with the physical simulation, and the simulation method is simple, the simulation time is shortene
8、d, it is an ideal stepping motor simulation methods. KEY WORDS: Stepper motor, matlab, , simulationsimulink前 言步进电机问世以后，很快确定了自己的应用场合为开环高分辨率的定位系统，工业应用发展到今已有约 30 年的历史，目前还没有更适合的取代它的产品，而且已经发展成为除直流和交流电机外的第三大类电动机产品，但毕竟发展历史不长，人们从应用的角度看仍有不成熟的感觉。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、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数
9、，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地应用 ，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。实际应用过程中一般是选择一个常用的步进电机 ，通过硬联线方式将驱动电路与单片机相接 ，然后调试程序测试 电机的工作状态是否达到了 控制要求。在产品成型之初尚若利用仿真软件设计电路，在仿真环境中进行控制程序的调试，这不仅不需要实际的硬件设备 ，更能部分满
10、足工程需求 。目 录摘 要.1ABSTRACTABSTRACT.2前 言.3第 1 章 引言.51.1 步进电机概述.51.2 系统仿真技术概述.71.3 仿真软件的发展状况与应用.7第 2 章 MATLAB 概要 .82.1 MATLAB 概述.82.2 概述.10simulink第 3 章 步进电机基本原理.113.1 典型结构和工作原理 .113.2 旋转通电方式 .123.3 小步距角步进电机 .143.4 其他型式的步进电动机 .163.4.1 永磁式步进电动机 .163.5 步进电机的控制方式 .213.5.1 步进电机的开环控制 .213.5.2 步进电机的闭环控制.22第 4
11、章 混合式步进数学模型及其建模.23Simulink4.1 混合式步进数学模型 .234.2 混合式步进电机的建模 .27simulink第 5 章 步进电动机的驱动电源.305.1 混合式步进电机的绕组通电方式.3052 两相双四拍环形分配器 .32第 6 章 步进电机控制方式仿真结果.356.1 PID 控制器.356.1.1 模拟 PID 控制器 .35参考文献.38致谢.40第 1 章 引言步进电机最早是在 1920 年代由英国人所开发。1950 年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。往后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分
12、解能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多1.1 步进电机概述步进电机依其构造上的差异可分为三大类： 可变磁阻式（VR 型）：转子以软铁加工成齿状，当定子线圈不加激磁电压时，保持转矩为零，故其转子惯性小、响应性佳，但其容许负荷惯性并不大。其步进角通常为 15。 永久磁铁式（PM 型）：转子由永久磁铁构成，其磁化方向为辐向磁化，无激磁时有保持转矩。依转子材质区分，其步进角有 45、90及 7.5、11.25、15、18等几种。 混和式（HB 型）：转子由轴向磁化的磁铁制成，磁极做成复极的形式，其乃兼采可变磁阻式步进电机及永久磁铁式步进电机的优点，精
