步进电机多轴运动控制系统的研究
本文在分析了国内外多种类型的运动控制器的基础上,设计并制作了一种以Intel89C52为核心器件的步进电机多轴运动控制系统.提出了一种主从式控制模式,即用基于Windows操作系统的台式机作为上位机,完成数据存储和复杂计算,用单片机最小系统实现多轴联动的实时控制.论文以球面孔系坐标非接触测量系统作为该运动控制器的应用实例,着重分析了步进电机单片机控制系统的软硬件设计原理和方法;实现了上位计算机与单片机的正确通讯;用VC++语言编制了可以实现图像采集、控制步进电机转动方向、角度等功能的可视化界面;并在论文最后通过误差分析给出了用"基于PC机的多轴步进电机运动控制卡实现转位系统精确控制"的改进方案,同时提出了一种新的步进电机的高速控制算法.该运动控制器可以实现3轴单独运动或联动控制,有位置和速度两种控制方式,用户通过编程实现自动加减速控制.该控制器除了具有步进控制功能以外,还具有限位、复位,对多路意外故障信号的中断处理等功能.该控制系统在设计方面具有如下特点:1.采用内部时钟方式产生步进电机的驱动脉冲,而没有采用高速脉冲发生器等外部方式,用软件来实现,从而降低硬件成本.2.硬件设计方面,首先进行了硬件的总体方案设计,尽可能地选择了标准化、模块化的电路,从而提高了设计的成功率和结构的灵活性,避免出现大返3.尽可能选用了功能强、集成度高、通用性好、市场货源充足的电路或芯片.4.尽量简化了硬件设计,软件能实现的功能尽可能由软件来完成.球面孔系坐标测量系统已完成制作.通过实际调试验证了运动控制器硬件和软件设计的正确性.该控制器可广泛应用于各类需要精确定位的低成本的机电一体化设备中.
运动控制;步进电机;单片机;控制算法
四川大学
硕士
测试计量技术及仪器
徐晓秋
2004
中文
TM383.6;TM301.2
66
2005-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）