本科毕业设计（论文）开题报告

题目名称

51单片机控制的步进电机调速闭环系统

学生姓名

专业班级

07电信三班

学号

一、        选题的目的和意义：

   步进电机是一种由电脉冲控制的特殊同步电动机，其作用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或线位移。它也可以直接使用使用数字信号驱动，使用非常方便。因此，步进电机的发展与计算机工业密切相关，自从步进电机在计算机外围设备上取代小型直流电动机后，其设备的性能有了很大的提高，很快的促进了步进电机的发展。随着微型计算机和数字控制技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，步进电机作为数控系统执行部件被推广应用到更多领域，因此它在国民经济领域中都有广泛的应用，如在数控车床、打印机、电加工机床、测量仪器、光学和医疗仪器以及工厂作业生产车间等。

   一般的步进电机有几个缺点。第一，步进电机的力矩会随转速的升高而下降，当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向的电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。第二，步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有呼啸声。步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。本设计能解决以上缺点，使步进电机能精确的调速，正反转、并能在启动时不失步，基本上没有动荡。

 

二、        国内外研究综述：

   步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。最早是在1920年由英国人所开发的。1950年后晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，这对于数字化的控制变得更容易。经过不断的改良，使得今日步进电机已广泛应用在需要高定位精度、高分解性能、高响应行、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，步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生活和生产进入电气化过程中起着关键的作用。可是在人类社会进入电气化时代的今天，传统电机已不能满足工业自动化和办公自动化等各种运动控制系统的要求。发展了一系列新的具有控制功能的电动机系统，其中比较有自己特点，且应用十分广泛的就步进电机。

   国内外对细分驱动技术的研究十分活跃，高性能的细分驱动电路，可以细分到上千甚至任意细分。目前已经能够做到通过复杂的计算使细分后的步距角均匀一致，大大提高了步进电机的脉冲分辨率，减小或消除了震荡、噪声和转矩波动，使步进电机更具有“类伺服”特性。

三、