理图动。分述如下相励磁法在每瞬间只有个线圈导通。消耗电力小，精确度良好，但转矩小，振动较大，每送励磁信号可走度。若欲以相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。相励磁法在每瞬间会有二个线圈同时导通。因其转矩大，振动小，故为目前用最多的励磁方式，每送励磁信号可走度。若以相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。相励磁法为相与相轮流交替导通。因分辨率提高，且运转平滑，每送励磁信号可走度，故亦广泛被采用。若以相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。励磁顺序步进电动机的负载转矩与速度成反比，速度愈快负载转矩愈小，当速度快至其极限时，步进电动机即不再运转。所以在每走步后，程序必须延时段时间。下面介绍的是国产型步进电机，它使用直流电源，步距角为度。电机线圈由四相组成，即四相，驱动方式为二相激磁方式，电机示意图和各线圈通电顺序如图和表所示图步进电机原理图表线圈通电顺序相顺序从到称为步，电机轴将转过度，则称为通电周，转轴将转过度，若循环进行这种通电周的操作，电机便连续的转动起来，而进行相反的通电顺序如将使电机同速反转。通电周的周期越短，即驱动频率越高，则电机转速越快，但步进电机的转速也不可能太快，因为它每走步需要定的时间，若信号频率过高，可能导致电机失步，甚至只在原步颤动。步进电机的步距角与工作拍数对于个步进电机，如果它的转子的齿数为，它的齿距角为，而步进电机运行拍可使转子转动个齿距位置。实际上步进电机每拍就执行次步进，所以步进电机的步距角可以表示如下公式或公式其中是步进电机工作拍数，是转子的齿数。例如对于三相反应式步进电机而言，工作方式有三拍和六拍之分。三拍就是在转动个齿距时换相三次六拍则是换相六次。而在三拍方式中还有单三拍和双三拍之分。从公式可知为了使步进电机工作的步距角减小，也即使控制精度增高，步进电机在相数定的情况下应增加工作拍数。步进电机的频率特性对于反应式步进电机，在其绕组中通电的相序不同时，步进电机的旋转方向和步进精度有所不同。步进电机对绕组的通电频率有定的要求。如果通电频率过高，超过步进电机的最大步进速度，就会产生失步。般步进电机的通电频率，即起动频率为⋯步秒到步秒。步进电机的频率特性曲线，是步进电机的工作频率及其对应转动力矩所作出的曲线，典型的步进电机频率特性曲线如图所示。步进电机的频率特性曲线和很多因素有关，这些因素包括步进电机的转子直径转子铁心有效长控制线路的电压齿数齿形齿槽比步进电机内部的磁路绕组的绕线方式定转子间的气隙转动个齿距所需的拍数等。在使用中会影响到步进电机频率特性而又能由用户确定的因素有控制拍数控制线路的电压线路时间常数等。下面分析这几种因素对步进电机频率特性的影响。工作方式对频率特性的影响在步进电机应用中，它的工作方式是以个齿距所用的拍数来表示的。拍数本质上也就是转动个齿距所需的电源电压换相次数，值得指出的是换相是指对步进电机各相绕组进行转换，而电源电压是单极性的固定的。般而言反应式电机拍数越多矩频特性就越好。因此设计中应选择多拍的控制方式。线路时间常数对频率特性的影响步进电机的每相绕组供电都是通过功率开关电路进行的。步进电机相绕组的开关电路如图所示。其中为步进电机绕组电感为绕组电阻为晶体管的集电极电阻是续流二极管，它为绕组放电提供回路晶体管是大功率开关管。也是个外接的功率电阻，它是个消耗性负载，般为数欧姆。这时线路的时间常数为公式其中单位为亨，单位为欧姆，单位为秒。图步进电机线绕组的开关回路开关回路时间常数对注入电机绕组的电流达到稳定值的时间有极大关系，它影响到步进电机的工作频率。并且有越小，电流达稳定时间小，相应电机工作频率高反之，越大，电流达稳定时间长，电机工作频率低。从式可知要减少，可以采用增大的办法。但是，增大时，又会使稳态电流值减小，从而影响电机的力矩。为了减少，而不使稳态电流减小，可采用在增大的同时，也提高供电电压的办法。在高频应用中，要尽量减小以改善步进的特性，所以常在开关回路中采用较大的，同时也提高回路的电源电压。但这样也会使效率降低，在低频段工作时也会使步进电机的振荡加剧。在实际中，可根据客观情况来考察选择恰当的外部电阻，使步进电机处于合适的工作频率状态。开关回路电压对频率的影响在般应用中，开关电路的脉宽和流人绕组的电流的最大值，必定会随开关电路换相频率的提高而相应减小。开关电的比较及论证后去掉不合理的个，最终用那个最好的方案来设计。这次课程设计是我又次亲自动手设计东西，收获很多，体会也很深刻。在这次设计中我也学会了很多新的东西，例如软件的些细节地方的应用以及些常用的文本处理方法。当然最重要的是学到了基于单片机的机床设计的些基本方法，同时也加深了对些常用的电子元件的理解及其基本用法的掌握，比如单片机通讯接口芯片键盘扫描显示芯片等元器件，除了这些具体的东西，我觉得在这次设计的过程中学到的另外的更重要东西是种精神，种同学与同学之间的团队与合作精神，很多时候个人的力量是有限的，个人不可能什么都会，我觉得人与人之间的相互帮助很有必要，这样不仅能帮助大家很快的解决问题，还能提高我们每个人的实际水平，也培养了我们的团队合作精神，这些能力对于我们今后的学习和工作都很有帮助。致谢通过这次课程设计我深刻的感到了理论和实践之间的巨大差距极其之间的联系。平时理论知识学的很好，但是在课程设计中并不能得心应手，会遇到很多不会的操作，这就需要加强实践能力，个同学的知识变成多个同学的知识，多个同学的知识变成个同学的知识，这样才能相互促进相互提高。另外，理论与实践也存着必然的联系，在指导老师的帮助下才能使课程设计最终成功。在此特别感谢我的指导老师，感谢河南科技大学给我们提供这次设计的机会，同时要感谢我班的几位同学，正是因为有了你们的指导和帮助，我的设计才能进行和顺利结束。附录Ⅰ单片机控制系统电路原理图设计附录Ⅱ电气控制原三相使用标定的钢尺测量。标高引测在施工现场固定地点不少于两点，施工中用来控制桩顶标高。桩机就位桩机就位后，应垂直平稳，在打桩前，应对打桩机进行垂直度校正，并应在打桩期间经常校核检查，随时保持桩机的垂直度和平整度。按测放好的桩位布置地桩，用白灰沿竹桩中心以为半径画圆，做醒目标记。就位时，将桩尖对准地桩。桩机就位要力求准确，偏差不大于规范要求。预制桩管桩位置的允许偏差序号项目允许偏差盖有基础梁的桩垂直基础梁的中心线沿基础梁的中心线桩数为根桩基中的桩桩数为根桩基中的桩桩径或边长桩数大于根桩其中的桩最外边的桩中间桩桩径或边长桩径或边长吊桩对进场的预制管桩，严格按验收程序验收，合格后方可进场。在吊桩过程中采取点吊法，进行吊桩。吊点布置在桩长处，绳索与桩的夹角应。吊桩时，严格遵守安全技术操作规程，用两根钢丝绳扣桩，防止钢丝绳从桩上脱落。管桩校正管桩吊入夹桩箱后，启动电机伸出夹桩器，抱紧管桩，压力控制在桩身强度值内。插桩前，用经纬仪从两个方向再次校正桩的垂直度，检查桩位中心线是否与地桩中心线重合。垂直度偏差不得超过。压桩桩的压入初期应徐徐压入，在确认桩的中心位置无误后，再正式压入。沉桩过程中，根据观测沉桩阻力，施加外力，并保证沉桩施工的连续性。接桩管桩焊接成整桩采用端板焊接连接焊接前应先确认管节是否合格，端板是否合格平整，桩端埋设铁件，特别是端板坡口上的浮锈和污蚀物应清洗干净，露出金属光泽。接桩就位时，上下桩节应找正接直，如桩间隙较大，可用铁片填实焊牢，接合面之间的间隙不得大于。④焊接时应采取措施，减少焊接变形，沿接口周围宜对称焊六点，待上下桩节固定后再施焊。正确掌握焊接电流和施焊速度，焊缝不应有夹渣气焊等缺陷。送桩压桩后期，启用桩机上吊机，吊送桩器至机上送桩。根据标高和桩顶标高，用水准仪测量并在送桩器上做醒目标记。在桩顶接近设计标高时，应放慢压入速度，加强机下与机上操作人员的联系，严格控制桩顶标高，防止桩顶不到位或超深。④桩压到位后，为防止桩的回弹，压桩器压在桩顶停止两分钟，待桩与桩周土相对稳定后再提起送桩器。移机根桩施工完毕，应严格按施工顺序进行下根桩的施工。三静压管桩质量通病防治桩位偏移现象沉桩位移超出规范要求。原因分析桩机定位不准，在桩机移动时，由于施工场地松软，致使原定桩位受到挤压而产生位移。地下障碍物未清除，使沉桩时产生位移。桩机不平，压桩力不垂直。防治措施施工前应对施工场地进行适当处理，增强地耐力在压桩前，应对每个桩位进行复验，保证桩位正确。在施工前，应将地下障碍物，如旧墙基混凝土基础等清理干净，如果在沉桩过程中出现明显偏移，应立即拔出般在桩入土内是可以拔出的，待重新清理后再沉桩。在施工过程中，应保持桩机平整，不能桩机未校平，就开始施工作业。④当施工中出现严重偏位时，应会同设计人员研究处理，如采用补桩措施，按预制桩的补桩方法即可。沉桩深度不足现象沉桩达不到设计的标高。原因分析勘察设计原因在沉桩时遇到下层土为粉砂层或硬夹层，沉桩时穿不透而达不到标高。在沉桩理图动。分述如下相励磁法在每瞬间只有个线圈导通。消耗电力小，精确度良好，但转矩小，振动较大，每送励磁信号可走度。若欲以相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。相励磁法在每瞬间会有二个线圈同时导通。因其转矩大，振动小，故为目前用最多的励磁方式，每送励磁信号可走度。若以相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。相励磁法为相与相轮流交替导通。因分辨率提高，且运转平滑，每送励磁信号可走度，故亦广泛被采用。若以相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。励磁顺序步进电动机的负载转矩与速度成反比，速度愈快负载转矩愈小，当速度快至其极限时，步进电动机即不再运转。所以在每走步后，程序必须延时段时间。下面介绍的是国产型步进电机，它使用直流电源，步距角为度。电机线圈由四相组成，即四相，驱动方式为二相激磁方式，电机示意图和各线圈通电顺序如图和表所示图步进电机原理图表线圈通电顺序相顺序从到称为步，电机轴将转过度，则称为通电周，转轴将转过度，若循环进行这种通电周的操作，电机便连续的转动起来，而进行相反的通电顺序如将使电机同速反转。通电周的周期越短，即驱动频率越高，则电机转速越快，但步进电机的转速也不可能太快，因为它每走步需要定的时间，若信号频率过高，可能导致电机失步，甚至只在原步颤动。步进电机的步距角与工作拍数对于个步进电机，如果它的转子的齿数为，它的齿距角为，而步进电机运行拍可使转子转动个齿距位置。实际上步进电机每拍就执行次步进，所以步进电机的步距角可以表示如下公式或公式其中是步进电机工作拍数，是转子的齿数。例如对于三相反应式步进电机而言，工作方式有三拍和六拍之分。三拍就是在转动个齿距时换相三次六拍则是换相六次。而在三拍方式中还有单三拍和双三拍之分。从公式可知为了使步进电机工作的步距角减小，也即使控制精度增高，步进电机在相数定的情况下应增加工作拍数。步进电机的频率特性对于反应式步进电机，在其绕组中通电的相序不同时，步进电机的旋转方向和步进精度有所不同。步进电机对绕组的通电频率有定的要求。如果通电频率过高，超过步进电机的最大步进速度，就会产生失步。般步进电机的通电频率，即起动频率为⋯步秒到步秒。步进电机的频率特性曲线，是步进电机的工作频率及其对应转动力矩所作出的曲线，典型的步进电机频率特性曲线如图所示。步进电机的频率特性曲线和很多因素有关，这些因素包括步进电机的转子直径转子铁心有效长控制线路的电压齿数齿形齿槽比步进电机内部的磁路绕组的绕线方式定转子间的气隙转动个齿距所需的拍数等。在使用中会影响到步进电机频率特性而又能由用户确定的因素有控制拍数控制线路的电压线路时间常数等。下面分析这几种因素对步进电机频率特性的影响。工作方式对频率特性的影响在步进电机应用中，它的工作方式是以个齿距所用的拍数来表示的。拍数本质上也就是转动个