由此可见丝杆能够满足稳定性要求。第四章步进电机工作原理及电机选型步进电机原理分析步进电机是机电控制中种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，当步进驱动器接收到个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动个固定的角度及步进角。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的同时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。步进电机的运行是由脉冲信号控制的，步进电机在脉冲信号的有效沿到来的时刻转动个步距角。常见的步进电机分三种永磁式，反应式和混合式，永磁式步进般为两相，转矩和体积较小，步进角般为度或度反应式步进般为三相，可实现大转矩输出，步进角般为度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家年代已被淘汰混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相两相步进角般为度而五相步进角般为度。步进电机的静态指标术语相数产生不同对极磁场的激磁线圈对数。常用表示。拍数完成个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用表示，或指电机转过个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即，四相八拍运行方式即步距角对应个脉冲信号，电机转子转过的角位移用表示。度转子齿数运行拍数，以常规二四相，转子齿为齿电机为例。四拍运行时步距角为度度俗称整步，八拍运行时步距角为度度俗称半步。定位转矩电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的静转矩电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积几何尺寸的标准，与驱动电压及驱动电源等无关。虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比，与定齿转子间的气隙有关，但过份采用减小气隙，增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的，这样会造成电机的发热及机械噪音。电机在种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性，这是电机诸多动态曲线中最重要的，也是电机选择的根本依据。如下图所示图力矩频率图其它特性还有惯频特性起动频率特性等。电机旦选定，电机的静力矩确定，而动态力矩却不然，电机的动态力矩取决于电机运行时的平均电流而非静态电流，平均电流越大，电机输出力矩越大，即电机的频率特性越硬。如下图所示图负载特性图步进电机均有固定的共振区域，二四相感应子式步进电机的共振区般在之间步距角度或在左右步距角为度，电机驱动电压越高，电机电流越大，负载越轻，电机体积越小，则共振区向上偏移，反之亦然，为使电机输出电矩大，不失步和整个系统的噪音降低，般工作点均应偏移共振区较多。电机正反转控制当电机绕组通电时序为时为正转，通电时序为时为反转。使用控制步进电机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统，其方框图如下图步进电机工作原理框图步进电机正常启动时所能承受的最高控制频率为启动频率,是衡量步进电机快速性能的重要技术参数。步进电动机带负载的启动频率比空载的启动频率要低。为了防止步进电机掉步，电动机的启动频率不应过高，启动后在逐渐升高脉冲频率。在停止时，也应该逐渐降低脉冲频率。步进电机产生振动的原因步进驱动系统，是个开环系统存在着振动与噪音，与交流伺服系统比较起来是其明显的缺点之。但这不影响它的使用性适当地采取些措施，可以使振动及噪音降到满意的程度。低频共振倍频共振。所有同步电动机都有固有振动频率步进电机作为同步电动机特殊品种之，同样存在着固有振动频率，在该频率下工作，电机呈现低频共振现象，按步进电机理论，共振角频率为低频共振频率为式中为矩角特性起始力矩梯度。当矩角特性接近正弦波时，即时则起始力矩梯度为，即为保持力矩。为系统的转动惯量。它包括转子惯量与负载转动惯量。如果电机的工作频率处于左右的小区间内，电机会产生共振。此时表现为负载力矩下降噪音增加，严重时电机会失步而不能工作，般都要采取些措施，吸收振动能量，使电机振动降低，电机力矩不会下降，电机不失步。般地说，反应式步进电机因其内阻尼较弱，振动比较强。大功率步进电机需加机械阻尼装置。永磁式与混合式步进电机因其内阻尼较强，其共振相对减弱。不加机械阻尼装置也不会失步。这是混合式步进电机的优点之。步进电机低频共振现象是客观存在的抑制步进电机产生振动的办法及措施步进电机都存在内阻尼，这是由于电机振动时，在定子绕组中产生个电势，在该电势作用下产生个电流，它与转子相互作用产生转矩，此转矩与转子运动方向相反，起到阻尼作用，实质是振动能量转换成电能被吸收掉，从而抑制振动。反应式步进电机内阻尼小，其抑制振动能力有限，因而需外加机械阻尼器。永磁式与混合式转子装有永磁磁钢，其内阻尼大，能较好地抑制振动，这种电机都不加阻尼器，它虽然存在振动，但般不会失步。这体现了混合式步进电机的优点。在些系统中因其工作速度的要求，工作在电机的共振区，更有甚者负载的共振频率与电机的共振频率接近。为了抑制共振，只有采取措施改变系统的共振频率。步进电机计算及选型步进电机的局部装配图如图所示图局部装配图根据条件工作台压力,上升精度,大齿轮分度圆,步进电机齿轮分度圆,螺距根据条件得度步进电机分类反应式步进电动机。采用高导磁材料构成齿状转子和定子，其结构简单，生产成本低，步距角可以做的相当小，但动态性能相对较差。永磁式步进电动机。转子采用多磁极的圆筒形的永磁铁，在其外侧配置齿状定子。用转子和定子之间的吸引和排斥力产生转动，转动步的角度般是。它的出力大，动态性能好但步距角般比较大。混合步进电动机。这是和的复合产品，其转子采用齿状的稀土永磁材料，定子则为齿状的突起结构。此类电机综合了反应式和永磁式两者的优点，步距角小，出力大，动态性能好，是性能较好的类步进电动机，在计算机相关的设备中多用此类电机。最后选型为相混合步进逻辑它采用单端驱动和单端平衡接收方式号共地连接，不能消除信号中的共模干扰，最大传输距离为米，最高传输速率为。是种双组驱动器接收器，片内含有个电容性电压发生器以便在单电源供电时提供电平。每个接收器将电平输入转换为电平。这些接收器具有的典型门限值及的典型迟滞，而且可以接收的输入。每个驱动器将输入电平转换为电平。的工作温度范围为至，的工作温度范围为至。根据数据传输方向以及能否同时接收或发送数据，串行通信操作方式可分为单工半双工和全双工三种，如图所示。单工仅允许数据单方向传送。半双工发送和接收数据分时使用同条传输线路，即在同时刻只能进行个方向的数据传送，通信双方不能同时收发数据。全双工采用两根传输线连接两端设备，可以同时进行数据的发送和接收。单工半双工全双工图串行通信操作方式图串口通信图驱动板图驱动板原理图第六章控制系统程序设计系统流程图设计程序流程图如下图所示图程序流程图程序清单主文件包含的头文件,转向步数步数拍,正向反向主函数引脚定义初始化串口初始化显示清屏,显示清屏,显示清屏串口头文件输出字符,输入字符,输出字符串输出字符串