《基于PLC三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)PLC控制系統(tǒng))》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于PLC三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)PLC控制系統(tǒng))（40頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

目 錄 1 概述 ................................................................ 1 ......................................... 1 2 基于 ...................................... 9 系統(tǒng)的組成及功能 .................................................. 9 進(jìn)電機(jī)特性 ...................................................... 9 .......................................................... 12 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ......................................... 13 3 磁頭定位 ........................................................... 20 硬盤(pán)工作原理 ..................................................... 20 磁頭及定位系統(tǒng) ................................................... 23 4 難題及解決過(guò)程 ..................................................... 24 5 結(jié)論 ............................................................... 25 結(jié)束語(yǔ) ................................................................ 28 致 謝 ................................................................ 29 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................... 30 附錄 A ................................................................. 31 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 1 頁(yè) 共 38 頁(yè) 1 概述 制步進(jìn)電機(jī)研究的意義 基于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)良好的控制和準(zhǔn)確定位特性，被廣泛應(yīng)用在 精確定位方面 ，諸如數(shù)控機(jī)床、繪圖機(jī)、扎鋼機(jī)、自動(dòng)控制計(jì)算裝置、自動(dòng)記錄儀表等自動(dòng)控制領(lǐng)域。 為簡(jiǎn)單化了的計(jì)算機(jī)，功能完備、靈活、通用、控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂，價(jià)格便宜，可現(xiàn)場(chǎng)修改程序，體積小、硬件維護(hù)方便，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在全世界廣泛應(yīng)用，為生產(chǎn)生活帶來(lái)巨大效益方便。因此，通過(guò)研究用 可實(shí)現(xiàn)精確定位控制，又能降低控制成本，還有利于維護(hù)。以往的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需要靠驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制，隨著技術(shù) 的不斷發(fā)展完善， 有了通過(guò)自身輸出脈沖直接步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的功能，這樣就有利于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的精確控制。本課題《基于 是利用 國(guó)內(nèi)外關(guān)于步進(jìn)電機(jī)和 應(yīng)用狀況 步進(jìn)電機(jī)方面 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行元件。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn) 確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)、交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。控制涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。 目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術(shù)人員，能夠自行開(kāi)發(fā)，研制的廠家卻非常少，大部分的廠家只有一、二十人，連最基本的設(shè)備都沒(méi)有。僅僅處于一種盲目的仿制階段。這就給用戶在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。簽于上述情況，選 用步進(jìn)電機(jī)時(shí)應(yīng)該十分注意以下一些指標(biāo)。 （ 1） 步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語(yǔ) 相數(shù)：產(chǎn)生不同對(duì)極 N、 用 拍數(shù)：完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用 指電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式即 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 2 頁(yè) 共 38 頁(yè) 或 相八拍運(yùn)行方式即 步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移用θ表示。θ =360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù) J*運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為 50齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ =360度 /（ 50*4） =稱整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ =360 度 /（ 50*8） =稱半步）。 定位轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在不通電狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場(chǎng)齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成的）。 靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無(wú)關(guān)。 雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過(guò)分采用減小氣隙，增加激磁安匝來(lái)提高靜力矩是不可取的，這樣會(huì)造成 電機(jī)的發(fā)熱及機(jī)械噪音。 （ 2） 步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ) 步距角精度：步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示，即（誤差 /步距角） *100%。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在 5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在 15%以內(nèi)。 失步：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)，稱之為失步。 失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。 最大空載起動(dòng)頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。 最大空載的運(yùn)行頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。 運(yùn)行矩頻特性：電機(jī)在某種測(cè)試條件下測(cè)得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。電機(jī)一旦選定，電機(jī)的靜力矩確定，而動(dòng)態(tài)力矩卻不然，電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均電流（而非靜態(tài)電流），平均電流越大，電機(jī)輸出力矩越大，即電機(jī)的頻率特性越硬。 電機(jī)的共振點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)均有固定的共振區(qū)域，二、四相感應(yīng)子式的共振區(qū)一般在 180間（步距角 ）或 在 400右（步距角為 ），電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓越高，電機(jī)電流越大，負(fù)載越輕，電機(jī)體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 3 頁(yè) 共 38 頁(yè) 然，為使電機(jī)輸出電矩大，不失步和整個(gè)系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點(diǎn)均應(yīng)偏移共振區(qū)較多。 現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（ 永磁式步進(jìn)電機(jī)（ 混合式步進(jìn)電機(jī)（ 單相式步進(jìn)電機(jī)等。 永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為 5度。 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為 噪聲和振動(dòng)都很大。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁 材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相，兩相步進(jìn)角一般為 ，而五相步進(jìn)角一般為 種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大的生產(chǎn)國(guó)是日本，如日本伺服公司、東方公司、 司等，特別是日本東方公司，無(wú)論是電動(dòng)機(jī)性能和外觀質(zhì)量，還是生產(chǎn)手段，都堪稱是世界上最好的。現(xiàn)在日本步進(jìn)電動(dòng)機(jī)年產(chǎn)量（含國(guó)外獨(dú)資公司）近 2億臺(tái)。 當(dāng)前最有發(fā)展前景的當(dāng)屬混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，而混合式電動(dòng) 機(jī)又向以下四個(gè)方向發(fā)展。 趨勢(shì)一，是繼續(xù)沿著小型化的方向發(fā)展。隨著電動(dòng)機(jī)本身應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬以及各類整機(jī)的不斷小型化，要求與之配套的電動(dòng)機(jī)也必須越來(lái)越小，在 57、 42 機(jī)座號(hào)的電動(dòng)機(jī)應(yīng)用了多年后，現(xiàn)在其機(jī)座號(hào)向 39、 35、 30、 25 方向向下延伸。瑞士 0 趨勢(shì)二，是改圓形電動(dòng)機(jī)為方形電動(dòng)機(jī)。由于電動(dòng)機(jī)采用方型結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子有可能設(shè)計(jì)得比圓形大，因而其力矩體積比將大為提高。同樣機(jī)座號(hào)的電動(dòng)機(jī)，方形的力矩比圓形的將提高 30％～ 40％。 趨勢(shì)三，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。 即把轉(zhuǎn)子位置傳感器，減速齒輪等和電動(dòng)機(jī)本體綜合設(shè)計(jì)在一起，這樣使其能方便地組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，因而具有更加優(yōu)越的控制性能。 趨勢(shì)四，向五相和三相電動(dòng)機(jī)方向發(fā)展。目前廣泛應(yīng)用的二相和四相電動(dòng)機(jī)，其振動(dòng)和噪聲較大，而五相和三相電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)勢(shì)性。而就這兩種電動(dòng)機(jī)而言，五相電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路比三相電動(dòng)機(jī)精密且復(fù)雜，因此三相電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的價(jià)格比要比五相電動(dòng)機(jī)更低一些。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 4 頁(yè) 共 38 頁(yè) 為了得到更高精度的控制， 出現(xiàn)了脈沖細(xì)分控制，這種控制方式可以消除電機(jī)失步和共振，滿足更高精度要求的控制。其實(shí)步進(jìn)電機(jī)控制中已蘊(yùn)含了細(xì)分的機(jī)理。如三相步進(jìn)電機(jī) 按 A→ B→ C??的順序輪流通電，步進(jìn)電機(jī)為整步工作。而按 A→ C→ B→ A??的順序通電，則為半步工作。以 A→ B 為例，若將各相電流看作是向量，則從整步到半步的變換，就是在 間插入過(guò)渡向量 為電流向量的合成方向決定了步進(jìn)電機(jī)合成磁勢(shì)的方向，而合成磁勢(shì)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度本身就是步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度。顯然， 插入改變了合成磁勢(shì)的轉(zhuǎn)動(dòng)大小，使得步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度由θ b，從而也就實(shí)現(xiàn)了 2步細(xì)分。由此可見(jiàn)，步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分原理就是通過(guò)等角度有規(guī)律的插入電流合成向量，從而減小合成磁 勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，達(dá)到步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制的目的。 面 （ 1） 世界上公認(rèn)的第一臺(tái) 969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ 制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的 以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。 20世紀(jì) 70年代初出現(xiàn)了微處理器 ,將其引入可編程控制器，使 據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器 電路圖類似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的 20 世紀(jì) 70 年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、 能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。 20 世紀(jì) 80 年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段 的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 5 頁(yè) 共 38 頁(yè) 套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開(kāi)放開(kāi)始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了 應(yīng)用。 采用可編程序的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù) 及算術(shù)運(yùn)算等操作指令，通過(guò)數(shù)字量、模擬量輸入與輸出，控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)和生產(chǎn)過(guò)程。 可編程控制器，簡(jiǎn)稱 ,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國(guó)際 電工委員會(huì)頒布的 準(zhǔn)草案中對(duì)了如下定義： “一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 ” （ 2） （ a） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) 展到今天，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功 能以外，現(xiàn)代 用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái) 透到了位置控制、溫度控制， 各種工業(yè)控制中。加上信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 （ b） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用優(yōu)質(zhì)的電子元件與合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)部電路采取光電隔離、數(shù)字濾波、故障診斷等硬件措施，具有很高的可靠性。一些使用冗余 平均無(wú)故障工 作時(shí)間很長(zhǎng)。從 機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用 同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外， 有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 6 頁(yè) 共 38 頁(yè) 設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)，使得整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性。 還特別設(shè)立了警戒時(shí)鐘 旦出現(xiàn)死循環(huán)， 自動(dòng)重新啟動(dòng)，對(duì)軟件程序和硬件進(jìn)行檢查，給出錯(cuò)誤報(bào)警，避免了 個(gè)人電腦和單片機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的死機(jī)現(xiàn)象。 （ c） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小 、 維護(hù)方便 、 容易改造 存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)變得容易起來(lái)。更重要的是可以使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程。 （ d） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 面向工礦企業(yè)的工業(yè)控制設(shè)備。接口簡(jiǎn)單容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)開(kāi)發(fā)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。 （ e） 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 （ 3） 目前， 國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類 ： （ a） 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制， 也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、印刷機(jī)、磨床、組合機(jī)床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 （ b） 運(yùn)動(dòng)控制 以用于直線運(yùn)動(dòng)或者圓周運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量 I/在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或者伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要 泛用于各種機(jī)械、機(jī)器人、機(jī)床、電梯等場(chǎng)合 的 模擬量控制 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 7 頁(yè) 共 38 頁(yè) 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。 為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（ 數(shù)字量（ 間的 A/。 ，使可編程控制器用于模擬量控制 ,數(shù)據(jù)處理 。 現(xiàn)代 矩陣運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算）、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳送、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型工業(yè)控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造 系統(tǒng)；也可以用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 （ c） 過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型 前許多小型 理一般是運(yùn)行專用的 程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 （ d） 通信及聯(lián)網(wǎng) 信含 的通信及 其它 智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 商都十分重視 紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 信非常方便。如果需要遠(yuǎn)程控制，可以利用終端服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。 可以預(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入， 我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。在我國(guó)，一般按 I/O 點(diǎn)數(shù)將 不絕對(duì)，國(guó)外分類有些區(qū)別）： 微型： 32I/O ； 小型 256I/O； 中型： 1024I/O； 大型： 4096I/O； 巨型： 8192I/O。 在我國(guó) 應(yīng)用的 統(tǒng)中， I/O 64 點(diǎn)以下 售額占整個(gè) 47%， 64 點(diǎn) ~256點(diǎn)的占 31%，合計(jì)占整個(gè) 8%?？梢灶A(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入， 21世紀(jì)， 有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 8 頁(yè) 共 38 頁(yè) 看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng) 各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng) 中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 9 頁(yè) 共 38 頁(yè) 2 基于 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的組成及功能 本設(shè)計(jì)中使用的 西門子 N 系列 C/助于實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn) 平 臺(tái) ，選用 36 要實(shí)現(xiàn)功能：通過(guò) 續(xù)運(yùn)行的情況下實(shí)現(xiàn)三拍、六拍的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。 進(jìn)電機(jī)特性 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介 本課題采用的電機(jī)是 36 步距角 為 3°，額定 電壓為 27V， 電流 為 保持轉(zhuǎn)矩 為 空載啟動(dòng)頻率 為 3100 轉(zhuǎn)矩頻率特性如圖 示。 圖 轉(zhuǎn)矩頻率特性圖 步進(jìn)電機(jī)工作原理介紹 (1) 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu) 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)剖面圖如圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 10 頁(yè) 共 38 頁(yè) 圖 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)剖面圖 電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著 40 個(gè)小齒，定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開(kāi)。 0、 1/3て、 2/3て ,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以て表示），即 相對(duì)齊， 向右錯(cuò)開(kāi) 1/3て， 向右錯(cuò)開(kāi) 2/3て，A'與齒 5相對(duì)齊，（ A'就是 A，齒 5就是齒 1），定轉(zhuǎn)子的展開(kāi)圖如圖 圖 定轉(zhuǎn)子的展開(kāi)圖 (2) 旋轉(zhuǎn)過(guò)程 如 A 相通電， B、 C 相不通電時(shí)，由于磁場(chǎng)作用，齒 1 與 A 對(duì)齊，轉(zhuǎn)子不受任何力（以下均同）。 如 B 相通電， A、 2應(yīng)與 時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過(guò) 1/3 て，此時(shí)齒 3與 C 偏移為 1/3 て，齒 4 與 A 偏移（て て） =2/3 て。 如 A、 B 相不通電，齒 3 應(yīng)與 C 對(duì)齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子又向右移過(guò) 1/3 て，此時(shí)齒 4與 。如 B、 4與 子又向右移過(guò) 1/3 て ，這樣經(jīng)過(guò) A、 B、 C、 A 分別通電狀態(tài)，齒 4（即齒 1 前一齒）移到 A 相，電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距，如果不斷地按 A、 B、 C、 A??通電，電機(jī)就每步（每脈沖） 1/3て ,向右旋轉(zhuǎn)。如按 A、 C、 B、 A??通電，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。其通電狀態(tài)如圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 11 頁(yè) 共 38 頁(yè) 圖 通電狀態(tài)圖 由此可見(jiàn)，電機(jī)的位置和速度由通電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。而方向由通電順序決定。不過(guò)，出于對(duì)力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用 種導(dǎo)電狀態(tài)，這樣將原來(lái)每步 1/3 て改變?yōu)?1/6 て。甚至于通過(guò)二相電流不同的組合，使其 1/3 て變?yōu)?1/12 て， 1/24 て，這就是電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)的基本理論依據(jù)。不難推出：電機(jī)定子上有 m 相勵(lì)磁繞阻，其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒 軸線偏移 1/m， 2/m?? (m， 1。并且導(dǎo)電按一定的相序電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制 — — 這是旋轉(zhuǎn)的物理?xiàng)l件。 (3) 力矩 電機(jī)一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場(chǎng)（磁通量Ф）當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯(cuò)開(kāi)一定角度產(chǎn)生力 F 與（ 成正比 ， 其磁通量Ф =， 磁密， S 為導(dǎo)磁面積， *D*， D 為轉(zhuǎn)子直徑， · I/R， N· 流乘匝數(shù)）， R 為磁阻。力矩 =力 *半徑 力矩與電機(jī)有效體積 *安匝數(shù) *磁密成正比（只考慮線性狀態(tài)）。因此，電機(jī)有效體積越大，勵(lì)磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機(jī)力矩越大，反之亦然。 步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行方式 36 表 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài) 單步 三拍 六拍 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 啟動(dòng) 停止 連續(xù) 三拍 六拍 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 啟動(dòng) 停止 步進(jìn)電機(jī)控制方式 36、 B、 三拍運(yùn)行時(shí)，正轉(zhuǎn)通電順序?yàn)?A→ B→ C→ A? ，反轉(zhuǎn)通電順序?yàn)?C→ B→ A→ C? ； 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 12 頁(yè) 共 38 頁(yè) 或正轉(zhuǎn)通電順序?yàn)?，反轉(zhuǎn)通電順序?yàn)?。 六拍運(yùn)行時(shí)，正轉(zhuǎn)通電順序?yàn)?A→ B→ C→ A? ；反轉(zhuǎn)通電順序?yàn)?A→C→ B→ A? 。 脈沖和角度的關(guān)系 (1) 步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移用 θ 表示 ， θ =3600/M*Z*K （ 式中， 拍通電時(shí)，K=1，當(dāng) K=2。 本課題所用為三相電機(jī)，由參數(shù)表可以推算出它的齒數(shù) 60度 /3*30 =40個(gè) 或 60度 /6*40個(gè) (2) 頻率關(guān)系和轉(zhuǎn)速的關(guān)系 n=60f/M*Z*K （ 式中， M、 Z、 K 同上； n 為每分鐘轉(zhuǎn)速 r/ M 相 M 拍通電時(shí)， K=1，當(dāng) M 相2M 拍通電時(shí)， K=2。 紹 本情況簡(jiǎn)介 本課題使用 門子 C/其基本情況為： 2424， 24614成 14輸入 /10輸出共 24個(gè)數(shù)字量 I/2輸入 /1輸出共 3個(gè)模擬量 I/連接 7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 168路數(shù)字量 I/8路模擬量 I/ 22 6個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器 （ 100， 2個(gè) 1004個(gè)上升沿和 4個(gè)下降沿 邊沿中斷， 2個(gè) 編程口，具有 機(jī)還新增多種功能，如內(nèi)置模擬量 I/O，位控特性，自整定 性斜坡脈沖 指令，診斷 據(jù)記錄及配方功能等 ， 是具有模擬量 I/于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)定位任務(wù)。 功能介紹 用范圍可覆蓋從替代 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 13 頁(yè) 共 38 頁(yè) 繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床、磨床、印刷機(jī)械、橡膠化工機(jī)械、中央空調(diào)、電梯控制、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。 N 系列表現(xiàn)出 有極高的可靠性，極豐富的指令集，易于掌握，便捷的操作，豐富的內(nèi)置集成功能，實(shí)時(shí)特性，強(qiáng)勁的通訊能力，豐富的擴(kuò)展模塊。 軟件簡(jiǎn)介 編程控制器使用 程軟件進(jìn)行編程。程軟件是基于 應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，主要用于開(kāi)發(fā)程序，也可用于適時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。加上漢化后的程序，可在全漢化的界面下進(jìn)行操作。 操作系統(tǒng)為 上的操作系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)配置為 上兼容機(jī)，內(nèi)存 8上， 示器，至少 50上硬盤(pán)空間。 通信電纜用一條 程軟件包括 括 議指令：變頻通信用， 摸屏的組態(tài)軟件 計(jì)師）工具箱；以及 p 專用漢化工具）等編程軟件。 步進(jìn) 電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 控制流程分析 此設(shè)計(jì)使用開(kāi)環(huán)控制步進(jìn)電機(jī)。傳統(tǒng)的控制 系統(tǒng)框圖 如圖 指令 圖 統(tǒng)的控制 系統(tǒng)框圖 步進(jìn)電機(jī) 脈沖放大器 脈沖分配 器 變頻信號(hào)源 工作機(jī)構(gòu) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 14 頁(yè) 共 38 頁(yè) 而本課題使用 門子 C/以直 接輸出脈沖驅(qū)動(dòng) 36令可通過(guò)程序代替，而“變頻信號(hào)源”、“脈沖分配器”、“脈沖放大器”則全部由 而取代了具有以上四項(xiàng)功能的驅(qū)動(dòng)器，使得控制十分簡(jiǎn)單，所以本課題的控制框圖可簡(jiǎn)單用圖 圖 基于 程序設(shè)計(jì) (1) I/I/如表 表 I/輸入 啟動(dòng) 停止 單步 連續(xù) 三拍 六拍 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 脈沖 加速 減速 出 1 2 2 +24V(主機(jī) ) (2) 主要程序解釋 給定啟動(dòng)頻率 f=1/200過(guò)加時(shí)間來(lái)減小頻率，達(dá)到減速目的 通過(guò)減時(shí)間來(lái)增大頻率，達(dá)到加速目的 24V 直流電源 步進(jìn)電機(jī) C/頭定位 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 15 頁(yè) 共 38 頁(yè) 復(fù)位頻率和運(yùn)行頻率的關(guān)系 決定連續(xù)和單步運(yùn)行的脈沖觸發(fā)（ 三拍、六拍正反轉(zhuǎn)連續(xù)運(yùn)行時(shí)，寄存器指令所用到的最高位 三拍、六拍單步正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，寄存器指令所用到的最高位 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 16 頁(yè) 共 38 頁(yè) 正轉(zhuǎn)三拍運(yùn)行 反轉(zhuǎn)三拍運(yùn)行 正轉(zhuǎn)六拍運(yùn)行 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 17 頁(yè) 共 38 頁(yè) 反轉(zhuǎn)六拍運(yùn)行 正轉(zhuǎn)三拍連續(xù)運(yùn)行時(shí)寄存器指令運(yùn)行狀況 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 18 頁(yè) 共 38 頁(yè) 反轉(zhuǎn)六拍運(yùn)行時(shí)寄存器指令運(yùn)行狀況 正轉(zhuǎn)三拍單步運(yùn)行時(shí)寄存器指令運(yùn)行狀況 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 19 頁(yè) 共 38 頁(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 20 頁(yè) 共 38 頁(yè) 3 磁頭定位 硬盤(pán)工作原理 硬盤(pán)的基本組成 一般說(shuō)來(lái)，無(wú)論哪種硬盤(pán)，都是由盤(pán)片、磁頭、盤(pán)片主軸、控制電機(jī)、磁頭控制器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、接口、緩存等幾個(gè)部份組成，其結(jié)構(gòu)組成示意圖如圖 圖 硬盤(pán)結(jié)構(gòu)組成示意圖 硬盤(pán)在邏輯上被劃分為磁道、柱面（中間圓心部分）以及扇區(qū)見(jiàn)圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 21 頁(yè) 共 38 頁(yè) 圖 硬盤(pán)邏輯分區(qū)示意圖 所有的盤(pán)片都固定在一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上，這個(gè)軸即盤(pán)片主軸。而所有盤(pán)片之間是絕對(duì)平行的，片與片之間的安裝示意圖如圖 示。 圖 片與片之間的安裝示意圖 在每個(gè)盤(pán)片的存儲(chǔ)面上都有一個(gè)磁頭，磁頭與盤(pán)片 之間的距離比頭發(fā) 絲的直徑還小。所有的磁頭連在一個(gè)磁頭控制器上，由磁頭控制器負(fù)責(zé)各個(gè)磁頭的運(yùn)動(dòng)。磁頭可沿盤(pán)片的半徑方向動(dòng)作，而盤(pán)片以每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)到上萬(wàn)轉(zhuǎn)的速度在高 速旋轉(zhuǎn)，這樣磁頭就能對(duì)盤(pán)片上的指定位置進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作。 工作原理 磁頭在工作的過(guò)程中并不與盤(pán)片接觸，而是在盤(pán)片高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)的空氣動(dòng)力的作用下以很低的高度在盤(pán)片上面飛行，為了提高磁頭的靈敏度，磁頭的飛行高度在不斷降低；磁頭一般跟金屬磁頭臂、音圈電機(jī)線圈和預(yù)放電路等組成一個(gè)組件，磁頭在音圈電機(jī)的帶動(dòng)下根據(jù)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的需要做往 復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)定位數(shù)據(jù)所在的磁道 ，磁頭固定裝 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 22 頁(yè) 共 38 頁(yè) 置如圖 圖 磁頭固定裝置示意圖 由于磁頭需要靠盤(pán)片旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)的空氣動(dòng)力來(lái)飛行，那么在硬盤(pán)不工作或盤(pán)片電機(jī)的轉(zhuǎn)速還沒(méi)有達(dá)到預(yù)定值時(shí)，磁頭無(wú)法飛行，而磁頭的讀寫(xiě)面和盤(pán)片都很光滑，如果他們直接接觸必然導(dǎo)致粘連而妨礙盤(pán)片起轉(zhuǎn)或?qū)е麓蓬^和盤(pán)片損傷，為此磁頭在不工作時(shí)需要停泊在數(shù)據(jù)區(qū)以外的區(qū)域；硬盤(pán)有兩種方式來(lái)滿足這個(gè)要求：第一種方式是在盤(pán)片內(nèi)側(cè)開(kāi)辟一個(gè)環(huán)形的磁頭停泊區(qū) ，其示意圖如圖 磁頭不工作時(shí)停泊在這個(gè)地方，為 了防止粘連，停泊區(qū)被有意加工成帶有一定粗糙度的區(qū)域，以便磁頭停泊在這里時(shí)磁頭和盤(pán)片之間有一定的空氣，但這樣必然導(dǎo)致硬盤(pán)啟停時(shí)磁頭和盤(pán)片要發(fā)生較嚴(yán)重的摩擦而損傷磁頭，所以硬盤(pán)還有一個(gè)啟停次數(shù)的指標(biāo)；第二種方式是在盤(pán)片的外面安裝一個(gè)磁頭停泊架 ，其示意圖如圖 當(dāng)磁頭不工作時(shí)停泊在停泊架上，這樣正常情況下磁頭永遠(yuǎn)也不會(huì)和盤(pán)片表面接觸，也就不存在啟停次數(shù)的問(wèn)題 。 圖 磁頭停泊區(qū) 圖 磁頭停泊架 為了防止硬盤(pán)不工作時(shí)發(fā)生意外，不同的硬盤(pán)還設(shè)計(jì)了不同的磁頭鎖定機(jī)構(gòu)，當(dāng)硬盤(pán)不工作或盤(pán)片沒(méi)有達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)，磁頭鎖定機(jī)構(gòu)將磁頭鎖定在停泊位置，有些網(wǎng)友反映晃動(dòng)硬盤(pán)時(shí)硬盤(pán)里有響聲，就是由磁頭鎖定機(jī)構(gòu)發(fā)出的；為了防止磁頭工作時(shí)出現(xiàn)意外而導(dǎo)致磁頭撞擊盤(pán)片電機(jī)的主軸或移動(dòng)到盤(pán)片或停泊架以外，還設(shè)計(jì)有磁頭限位裝置 ，如圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 23 頁(yè) 共 38 頁(yè) 圖 磁頭限位裝置 磁頭及定位系統(tǒng) 磁頭讀寫(xiě)動(dòng)作示意圖如圖 頭讀寫(xiě)時(shí)，從主軸到磁盤(pán)盤(pán)片邊緣做徑向運(yùn)動(dòng)，而這一動(dòng)作就是靠步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸和傳動(dòng)手臂完成的，磁頭徑向運(yùn)動(dòng)的快慢、幅度和定位都由對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制決定，所以本課題的關(guān)鍵是通過(guò) 圖 磁頭讀寫(xiě)動(dòng)作示意圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 24 頁(yè) 共 38 頁(yè) 4 難題及解決過(guò)程 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，確實(shí)遇到很多難題，諸如程序的編 寫(xiě)，包括循環(huán)移位指令的使用、調(diào)速指令的采用等等，不僅自己查閱書(shū)籍資料，同時(shí)還向老師同學(xué)請(qǐng)教。在此值得一提的是解決調(diào)速指令，如圖 及循環(huán)移位指令，如圖 示。 圖 調(diào)速指令 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 25 頁(yè) 共 38 頁(yè) 圖 循環(huán)移位指令 在之前的不可調(diào)速程序中，直接啟動(dòng)運(yùn)行程序，后面的可調(diào)速程序，只有在不可調(diào)速程序運(yùn)行時(shí)下載進(jìn)去可調(diào)速程序，才可以運(yùn)行可調(diào)速程序。如果直接停止，再按啟動(dòng)，后按調(diào)速就不可以運(yùn)行，在反復(fù)驗(yàn)證和詢問(wèn)老師后，才發(fā)現(xiàn)是操作錯(cuò)誤，應(yīng)該先給啟動(dòng)頻率 ，接著再按啟動(dòng)，然后才調(diào)速。歸根結(jié)底還是對(duì)步進(jìn)電機(jī)工作原理沒(méi)有完全了解，其它問(wèn)題基本可以通過(guò)查閱咨詢自行解決。 5 結(jié)論 通過(guò)老師的耐心指導(dǎo)、細(xì)心幫忙和自己的努力，我終于順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的近乎無(wú)級(jí)調(diào)速，分別在連續(xù) 、 單步情況下完成三拍 、 六拍正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，及通過(guò)手動(dòng)按鈕，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。此程序可以根據(jù)實(shí)際需要，諸如磁頭定位系統(tǒng)，數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域，參照步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際情況，要對(duì)程序中啟動(dòng)頻率和中間繼電器指令做響應(yīng)的修改。如果電機(jī)所需驅(qū)動(dòng)電流比較大，還需要驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。而驅(qū)動(dòng)器的選擇必須依據(jù) 終調(diào)試結(jié)果步進(jìn)進(jìn)電機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行圖如圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 26 頁(yè) 共 38 頁(yè) 圖 步進(jìn)電機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行圖 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 27 頁(yè) 共 38 頁(yè) 圖 （論文） 第 28 頁(yè) 共 38 頁(yè) 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)這個(gè)課題設(shè)計(jì)，我對(duì) 解了硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，更重要的是知道遇到問(wèn)題如何分析，如何解決的辦法，這種方法即使在以后的工作和學(xué)習(xí) 中也是很有益的。本科教育只是通識(shí)教育，涉及面廣但不深，以后的工作中，會(huì)需要更加專業(yè)深入掌握所學(xué)的東西，甚至都可能用不到所學(xué)知識(shí)，所以在以后步入社會(huì)的具體工作中，要學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，甚至配合團(tuán)隊(duì)解決攻關(guān)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 29 頁(yè) 共 38 頁(yè) 致 謝 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅有我個(gè)人的努力，而且有老師和同學(xué)的大力幫助和支持，其中 老師所提供講解和參考資料，為我解決了程序編寫(xiě)中的特大難題。在之前的不可調(diào)速程序中，直接啟動(dòng)運(yùn)行程序。后面的可調(diào)速程序，只有在不可調(diào)速程序運(yùn)行時(shí)下載進(jìn)去可調(diào)速程序，才可以運(yùn)行可調(diào) 速程序。如果直接停止，再按啟動(dòng)，后按調(diào)速就不可以運(yùn)行，在反復(fù)驗(yàn)證和詢問(wèn)老師后，才發(fā)現(xiàn)是操作錯(cuò)誤，應(yīng)該先給啟動(dòng)頻率，接著再按啟動(dòng)，然后才調(diào)速。這個(gè)問(wèn)題也是在賀老師的引導(dǎo)下才發(fā)現(xiàn)解決的。在此對(duì)所以幫助和支持我的老師和同學(xué)致以最衷心的感謝！ 感謝宿舍同學(xué)在學(xué)習(xí)生活中的熱心幫助，以及其他所有兄弟姐妹，是他們令我置身于一個(gè)互相友愛(ài)、互相幫助的集體中。 感謝我的父母對(duì)我的養(yǎng)育之恩及所有家人無(wú)私的支持與鼓勵(lì)，是他們給了我強(qiáng)大的精神動(dòng)力與物質(zhì)后盾，使我能夠全力以赴地完成學(xué)業(yè)。 謹(jǐn)以此機(jī)會(huì)向所有給予我關(guān)心、支持和幫助的人們表 示衷心的感謝，并向?qū)忛啽疚牡睦蠋煴硎菊\(chéng)摯的謝意 ! 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 30 頁(yè) 共 38 頁(yè) 參 考 文 獻(xiàn) [1] 陳建明 M]子工業(yè)出版社， 2006 [2] 廖常初 M]械工業(yè)出版社， 2004 [3] 劉保錄 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2006 [4] 西門子公司 7S]5] ] 2000 [6] 張海 根 北京：高等教育出版社， 2001 [7] 鄧星鐘 三版） 中科技大學(xué)出版社 2001 [8] 袁順平 孫志承 路明 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2005 [9] 廖常初 M]械工業(yè)出版社， 2007 [10] 周萬(wàn)珍，高鴻斌 M]子工業(yè)出版社， 2004 [11] 張萬(wàn)忠，劉明芹 M]學(xué)工業(yè)出版社， 2003 [12] 殷洪義 計(jì)與維護(hù) [M]械工業(yè)出版社， 2003 [13] 楊青杰 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2008 [14] 王永華 M]北京航空航天大學(xué)， 2002 [15] 吳中俊 M]械工業(yè)出版社， 2003 [16] 馬小軍 M]南大學(xué)出版社， 2007 [17] 謝克明，夏路易 M]子工業(yè)出版社， 2002 [18] 李輝 程原理與工程實(shí)訓(xùn) 京航空航天大學(xué)出版社， 2008 [19] 袁任光 S]械工業(yè)出版社， 2002 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 31 頁(yè) 共 38 頁(yè) 附錄 A 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 32 頁(yè) 共 38 頁(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 33 頁(yè) 共 38 頁(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 34 頁(yè) 共 38 頁(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 35 頁(yè) 共 38 頁(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 36 頁(yè) 共 38 頁(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 37 頁(yè) 共 38 頁(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 38 頁(yè) 共 38 頁(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 39 頁(yè) 共 38 頁(yè)