基于labVIEW的步进电机驱动系统设计.docxVIP

权 利 要 求 书1．一种基于labview的步进电机驱动系统，这种基于labview的步进电机驱动系统包括步进电机系统（1）和labview控制系统（2），其中的步进电机系统（1）包括直流电源（3）、驱动器（4）和步进电机（5），labview控制系统（2）包括NI计算机（6）和NI板卡（7），其特征在于：所说的步进电机系统（1）的控制信号是由labview控制系统（2）所编程序调节的。说明书技术领域本实用新型涉及一种机械电器设备,即一种基于labview的步进电机驱动系统.背景技术基于单片机或基于工控机的步进电机控制系统都是比较成熟的公知技术.采用这些技术就可以在比较复杂的外界条件下有效地控制步进电机驱动.在现代社会中,我们会发现技术不断的更新,而每每更新技术,就相应的要带来更新仪器设备的问题,这不仅给企业公司带来沉重的资金负担,还对人类社会上的有限的自然资源和人力资源造成不必要的浪费.因此,导致技术更新迅速,而企业应用却相对落后.发明内容本实用新型的目的是:提供一种既节约成本,又方便更新换代的软件技术支持代替原本仪器的功能.既解约了资源,又使技术推广得以简单易行.上述目的是由以下技术方案实现的：由labview提供软件平台,设计一种程序产成控制信号,由信号控制驱动器,驱动步进电机按照程序设定驱动设备.所说的labview是美国国家仪器公司( National Instruments, 简称NI)于80年代中期首先提出了基于计算机技术的虚拟仪器(virtual Instruments，简称VI)概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后研制和推出了基于多种总线系统的虚拟仪器.所谓虚拟仪器，实际上就是一种基于计算机的数字化测量测试仪器。它采用计算机开放体系结构取代传统的单机测量仪器，能对各种各样的数据进行计算机处理、显示和存储。它可使用相同的硬件系统，通过不同的软件就可以实现不同的各种测量测试功能，即软件系统是虚拟仪器的核心.所说的程序如下图1,程序采用并行设计.程序分为两部分,a是前面板，是图形化的人机界面，通过操作可以控制调试程序；b是后面板，表示的事前面板各个控件之间的逻辑关系。本程序上部分是步进控制信号，用以产生一定幅值一定频率的方波，下部分采用一个while循环嵌套一个条件控件，由一个选择开关控制方向选择信号。驱动器电气参数是步进电机电气参数是反应式步进电动机的转子齿数基本上是由步距角的要求所决定，但是为了能实现“自动错位”，转子的齿数必须满足一定的条件，而不能是任意数值。当定子的相邻极为相邻相时，在某一极下若定、转子的齿对齐时，则要求在相邻极下的定、转子齿之间应错开转子齿距的1/m倍，即它们之间在空间位置上错开360/ m角。由此可得出这时转子齿数应符合下式条件 (2-1)式中 ——反应式步进电动机的定子极对数； m——电机的相数； K——正整数图2－1 三相步进电动机的展开图从图2-1给出的步进电动机定、转子展开图中可以看出：当A极面下的定、转子齿对齐时，B极和C极极面下的齿就分别和转子齿相错三分之一的转子齿距，即3°。 从图2－1中可以看到，若断开A相控制绕组而由B相控制绕组通电，这时电机中产生沿B极轴线方向的磁场。同理，在磁阻转矩的作用下，转子按顺时针方向转过3°使定子B极面下的齿和轮子齿对齐，相应定子A极和C极面下的齿又分别和转子齿相错三分之一的转子齿距，依此，当控制绕组按A-B-C-A顺序循环通电。 转子就沿顺时针力向以每—拍转过3°的方式转动。若改变通电顺序，即按A-C-B-A顺序循序通电，转子便沿逆时针方向同样以每拍转过3°的方式转动。此时为单三拍通电方式运行。采用三相单双六拍通电方式运行，即按A-AB-B-BC-C-CA-A顺序循环通电，步距角也减小一半，即每拍转子仅转过1.5°。由以上分析可知，步进电动机的步距角的大小足由转子的齿数、控制绕组的相数和通电方式所决定，它们之间存在以下关系 （2－2）式中通电状态系数，当采用单拍或双拍方式时，C＝1；而采用单、双拍方式时，C＝2。若步进电动机通电的脉冲频率为(即每秒的拍数或每秒的步数)， 则步进电动机的转速为 （2－3）反应式步进电动机是利用磁阻转矩使转子转动的，是我国目前使用最广泛的步进电动机型式。同一台步进电动机，因通电方式不同，运行时的步距角也是不同的。采用单双拍通电方式时，步距角要比单拍通电方式时减小一半。在实际使用中，单三拍通电方式由于在切换时一相控制绕组断电而另一相控制绕组开始断电容易造成失步，此外，由单一控制绕组通电吸引转子，也容易使转子在平衡位置附近产生振荡，故运行的稳定性较差，所以很少采用。通常将它改为“双三拍”通电方式。附图说明图1是前面板步进电机正传设置；图2是前面板步进电机反转设置；图3是前面板步进电机高速运转设置