要提供稳定的直流电源，控制系统由于在开关信号输入电路中应用了光耦合器，因此也要给光耦合器的输入端提供独立的供电电源为此我通过参考已有书籍和文献资料选用了两套电源设计方案。

我所选择的控制系统的电源均采用的是串联型稳压电源，它使用的是连续线性控制方式，具有稳定度高可靠性好成本较低的优点，非常适合应用在像本控制系统在内的低电压小电流的场合，主要负责给控制系统的主机电路供电其电路的主要结构如下图所示。

光电耦合隔离电路元件的选择光电隔离是有光耦合器来完成的。

光耦合器是以光为媒介传输信号的器件，其输入端配整流变压滤波变压稳压负载交流电置发光源，输出端配置受光源，因而输入和输出在电气上是完全隔离的。

本设计将会使用开关量电路，因此设计时选择在电路中接入光耦合器，从而使其输入侧与输出侧的信号得到了电气隔离，互补影响。

我们选用的是普通的信号隔离用光耦合器。

光耦合器以发光二极管为输入端，光敏晶体管为输出端，能够隔离频率在以下的信号，满足我此次设计的要求。

驱动器件的选择步进电动机的脉冲分配有多种形式，主要分为硬件环分和软件环分。

硬件环分通常由专用集成芯片或通过可编程逻辑器件组成，如是三相反应式步进电动机环行分配器的专用芯片，和是两相步进电动机的专用芯片等。

采用硬件环分时，步进电动机的通电节拍由硬件电路来决定，编程软件时可以不考虑。

控制器与硬件环分电路的连接只需两根信号线根方向线，根脉冲线或者根正转脉冲线，根反转脉冲线。

本系统设计选择的是硬件环分，通过单片机编程步进电机配套的驱动器，输入电机转动方向信号和驱动脉冲，通过驱动器内部电路的环分电路输出步进脉冲控制步进电机转动，实现数控工作台的功能要求。

的性能指标如下电气特性项目指标电源电压输入输出电流可选步进脉冲频率逻辑信号电流绝缘电阻使用环境及参数冷却方式自然冷却使用环境温度湿度外形尺寸重量约电流选择对均有效通过面板上的设定开关第，位选择电流。

位电流方向控制通过面板上的设定开关第位可设定电机运转方向。

外部输入信号电平变化亦可改变电机运转方向。

注电机的初始运行方向与电机的接线有关，互换任意两相可以改变初始运行的方向。

步进脉冲输入信号最大通过频率为或化编程的使用让我感觉受益匪浅，最后阶段在程序的调试过程中我又对自己在程序设计中经常犯的做了定的了解，也增加了些程序调驱动电源的接线参考相关技术资料。

控制系统软件设计控制系统软件总体方案设计程序启动后循环检测输入信号，允许点动输入，当演示按钮按下后不允许直接点动输入，要点动输入必须先按暂停按钮。

限位信号和暂停按钮要立即响应，因此将这些信号归后引入外部中断，外部中断的服务程序中要对中断触发信号进行检测，如果是暂停信号，接下来要检测是不是会有点动输入，没有输入则程序原地循环，如果有点动信号则对信号检测，调用电机驱动程序作出相对应的响应。

暂停信号的原地循环允许被演示信号打断跳出。

当按下演示按钮后，程序将画出圆心在原点，半径为的圆。

主流程设计中断服务流程设计中断后依次检测限位开关，如果检测到中断信号则试改错经验。

资料的查询和整理应用过程为我以后做毕业设计和以后的工作打下了良好的铺垫。

总之，这次课程设计我还是收获了不少东西，队友的协作让我认识到团队力量的强大，以后的工作里我会更加认真地去和队友合作，做的更好。

参考文献尹志强机电体化系统设计课程设计指导书北京机械工业出版社，赵松年机电体化机械系统设计北京机械工业出版社张建民机电体化系统设计北京北京理工大学出版社陈强，解云龙机械系统的微机控制北京清华大学出版社周佩玲微机原理与接口技术基于位机北京电子工业出版社，吴秀清微型计算机原理与接口技术北京清华大学出版社，沈美明汇编语言程序设计北京清华大学出版社，张伟入门与提高北京人民邮电出版社，钱培怡电子电路实验与课程设计北京地震出版社各类机电产品设计手册附录工作台机械装配图工作台零部件图张控制系统硬件接口电路设计图相关程序原代码。

脉冲的低电平时间应大于。

使能信号端外加低电平时，电机响应端输入脉冲运行，端没有信号时，电机处于半流锁定状态端悬空时，驱动器切断电机各相的电流使电机轴处于自由状态，此时步进脉冲将不被响应。

输出信号，接二相混合式步进电动机的出线。

刀具的动作只有落刀和提刀两个，可以通过电磁继电器来控制。

单片机对电磁继电器的控制可以通过来驱动控制系统硬件接口电路设计控制电路口输出步进电机和刀具的驱动信号，控制步进电机转动以及刀具的动作口作为控制面板的输入信号接收端，检测电动信号输入以及演示输入口是限位信号输入接收端限位以及暂停信号通过门电路输出暂停中断接入中断输入口。

电源设计电路外部进过变压后的交流电源通过整流滤波稳压后输出所需的直流电压。

整流使用桥式整流器搭建的桥式整流电路，从其命名中我们就能知道其正向电流为，耐压值最高方向电压，通过桥式整流，将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电。

滤波由于整流过后输出的直流电压脉动较大，而我所设计的微机控制系统需要稳定的直流电源因此在整流电路后面还需加滤波电路将交流成分滤除，以得到比较平滑的输出电压。

滤波通常是利用电容或电感的能量存储功能来实现的，此次设计采用的是电容滤波电路，既在整流电路的输出端并联只大容量的电容。

稳压电压的稳定在此采用了三端固定电压稳压器，而为了能获得的稳定电压需要扩展输出电流，因此电源电路设计选择了并联两片三端固定电压稳压器。

输入信号接口电路外部信号通过光电耦合器将信号输入控制电路内部，限位开关信号和暂停按钮信号通过门电路输出暂停信号到控制电路，同时限位开关信号将各自信号输入的口用于对暂停信号检测。

驱动系统设计因为我们选用的是步进电机，故选用配套的驱动电源来驱动步进电机转动，采用硬件环分法进行驱动。

。

种途径是采用不同的电源供电，另种途径是试用具有直流隔离功能的的变换器。

此次设计，我选择采用如图所示的具有无直接关联的二次侧输出电压，然后对其输出分别进行整流滤波稳压等处理，即可获得不共地的直流稳压电源。

此次设计我选用的是微机控制系统，微机控制系统使用的是直流电源，单片机芯片及其扩展芯片需电机流比例阀图闭环控制系统示意图闭环控制系统即反馈控制系统的优点是对内部和外部干扰不敏感，系统工作原理是反馈控制原理或按偏差调整原理。

这种控制系统有通过负反馈控制自动纠正偏差的能力。

下图为反馈控制系统框图。

主反馈局部反馈偏差信号输入信号比较元件扰动输出反馈元件并联校正元件控制对象执行元件放大变换元件串联校正元件给定元件主反馈信号图典型的反馈控制系统框图反馈也带来了系统的稳定性问题。

这类系统是检测偏差用以纠正偏差或者说是靠偏差进行控制，而在工作过程中系统总会存在偏差，由于元件的惯性如负载的惯性，很容易引起振荡，使系统不稳定。

因此，精度和稳定性是闭环系统存在的对矛盾。

而开环控制系统般不存在所谓稳定性问题。

电液比例控制系统的组成电液比例控制系统，尽管其结构各异，功能也不尽相同，但都可归纳为由功能相同的基本单元组成的系统，组成电液比例控制的基本组件有指令组件它是给定控制信号的产生与输入的组件，可以是信号发生装置或过程控制器。

在有反馈信号的情况下，它给出与反馈信号有相同形式和量级的控制信号。

比较组件它的作用是把给定信号与反馈信号进行比较，得出偏差信号作为电控器的输入。

进行比较的信号必须是同类型的，比例控制器的输入量为电学量，因此反馈量也应当转换为同类型的电学量。

如遇不同类型的量作比较，在比较前要进行信号类型转换，例如转换机电转换等。

电控器电控器通常被称为比例放大器。

由于含在比例阀内的电磁铁需要的控制电流较大而偏差控制信号电流较小，不足以推动电磁铁工作，且偏差信号的类型或形状都不定能满足高性能控制的要求，所以要使用电控器对控制信号进行功率放大和对输入的信号进行加工整形，使其达到电机械转换装置的控制要求。

比例阀比例阀内部又分为两大部分，即电机械转换器及液压放大组件，还可能带有阀内的检测反馈组件。

电机械转换器是电液我在设计过程中，深刻地体会到到当今工业界的个极为重要的发展趋势是机电液体化，相应的机电液体化技术将体现到个国家的综合国力水平，甚至关系到国防实力，各国如果没有认清这趋势，不予以高度重视，将在这领域内迅速落伍，并可能在未来的综合国力较量中落于下风。

另外，微电子技术发展至今，已具有巨大的作用力。

作为人类社会第三次工业技术革命的代表的微电子技术与其他领域的密切结合，已经改变了整个工业的面貌，同时，这种影响还会继续迅速的进行下去，过程还会更快，更深入。

微电子技术与其他领域的这种结合，大大地提高了的工业控制的精度和复杂度，把原本不可能做到的事情或是很难做到的事变为可能。

因此，我们应该相当的重视发展微电子技术及其在控制中的应用。

对液压方面的的知识我们以前虽开过液压传动门课程，但该课程对电液比例阀这块并没有详细的讲，因此作这个毕业设计对我来说是很有挑战性的，电液比例控制的相关知识应从头学起，其中尤其是由于我最后将要设计的电液比例节流阀主阀采用插装式结构时，又要对插装阀这块全新的内容进行学习，而且这些方面我实际能找的资料也不多，所以要克服的困难很多，在做的时候感觉很累。

些结构要提供稳定的直流电源，控制系统由于在开关信号输入电路中应用了光耦合器，因此也要给光耦合器的输入端提供独立的供电电源为此我通过参考已有书籍和文献资料选用了两套电源设计方案。

我所选择的控制系统的电源均采用的是串联型稳压电源，它使用的是连续线性控制方式，具有稳定度高可靠性好成本较低的优点，非常适合应用在像本控制系统在内的低电压小电流的场合，主要负责给控制系统的主机电路供电其电路的主要结构如下图所示。

光电耦合隔离电路元件的选择光电隔离是有光耦合器来完成的。

光耦合器是以光为媒介传输信号的器件，其输入端配整流变压滤波变压稳压负载交流电置发光源，输出端配置受光源，因而输入和输出在电气上是完全隔离的。

本设计将会使用开关量电路，因此设计时选择在电路中接入光耦合器，从而使其输入侧与输出侧的信号得到了电气隔离，互补影响。

我们选用的是普通的信号隔离用光耦合器。

光耦合器以发光二极管为输入端，光敏晶体管为输出端，能够隔离频率在以下的信号，满足我此次设计的要求。

驱动器件的选择步进电动机的脉冲分配有多种形式，主要分为硬件环分和软件环分。

硬件环分通常由专用集成芯片或通过可编程逻辑器件组成，如是三相反应式步进电动机环行分配器的专用芯片，和是两相步进电动机的专用芯片等。

采用硬件环分时，步进电动机的通电节拍由硬件电路来决定，编程软件时可以不考虑。

控制器与硬件环分电路的连接只需两根信号线根方向线，根脉冲线或者根正转脉冲线，根反转脉冲线。

本系统设计选择的是硬件环分，通过单片机编程步进电机配套的驱动器，输入电机转动方向信号和驱动脉冲，通过驱动器内部电路的环分电路输出步进脉冲控制步进电机转动，实现数控工作台的功能要求。

的性能指标如下电气特性项目指标电源电压输入输出电流可选步进脉冲频率逻辑信号电流绝缘电阻使用环境及参数冷却方式自然冷却使用环境温度湿度外形尺寸重量约电流选择对均有效通过面板上的设定开关第，位选择电流。

位电流方向控制通过面板上的设定开关第位可设定电机运转方向。

外部输入信号电平变化亦可改变电机运转方向。

注电机的初始运行方向与电机的接线有关，互换任意两相可以改变初始运行的方向。

步进脉冲输入信号最大通过频率为或化编程的使用让我感觉受益匪浅，最后阶段在程序的调试过程中我又对自己在程序设计中经常犯的做了定的了解，也增加了些程序调驱动电源的接线参考相关技术资料。

控制系统软件设计控制系统软件总体方案设计程序启动后循环检测输入信号，允许点动输入，当演示按钮按下后不允许直接点动输入，要点动输入必须先按暂停按钮。

限位信号和暂停按钮要立即响应，因此将这些信号归后引入外部中断，外部中断的服务程序中要对中断触发信号进行检测，如果是暂停信号，接下来要检测是不是会有点动输入，没有输入则程序原地循环，如果有点动信号则对信号检测，调用电机驱动程序作出相对应的响应。

暂停信号的原地循环允许被演示信号打断跳出。

当按下演示按钮后，程序将画出圆心在原点，半径为的圆。

主流程设计中断服务流程设计中断后依次检测限位开关，如果检测到中断信号则