基于matlab的步进电机转速控制仿真

摘 要 一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。每输入一个冲信号，该电动机就转过一定的角度(有的步进电动机可以直接输出线位移，称为直线电动机)。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移(或直线位移)的执行元件。随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用逐渐扩大。虽然步进电机已被广泛地应用 ，但步进电机并不能象普通的直流电机 、交流 电 机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。 在产品成型之初尚若利用仿真软件设计电路，仿真是对其进行研究的一个重 要的不可缺少的手段，在仿真环境中进行控制程序的调试，这不仅不需要实际的硬件设备 ，更能部分满足工程需求 。MATLAB 语言是一种面向科学工程计算的高级语言，它集科学计算 、自动控制、信号处理、神经网络、图像处理等功能于一体，是一种高级的数学分析与运算软件，可用作动态系统的建模和仿真。基于MATLAB的仿真环境下建立了步进电机模型，不仅仿真结果与实物仿真一致，而且其仿真方法简单，仿真时间大大缩短，是一种理想的步进电机仿真研究方法。 关键词：步进电机，，，仿真 ABSTRACT General Motors is a continuous rotation, while the step is electric rotating step by step, so called stepper motors. Each of a red signal, the motor will turn a certain angle (some stepper motors can be directly output line displacement, known as the linear motor). Therefore, the stepper motor is a pulse into the point of displacement (or linear displacement) of the implementation of the components. With the development of digital control systems, stepper motor application gradually expanding. Although the stepper motor has been widely used, but the stepper motor does not like a normal DC motor, AC motor used in the routine. It must be double-ring pulse signal drive circuit composed of control before use. Used in the product ing the beginning of Shang Ruoli simulation software circuit simulation is an important study of its Indispensable want of means to control program simulation environment for debugging, not only without actually hardware, better Bufen meet the engineering requirements. Matlab language is a science and engineering calculations for high-level language, which combines scientific computing, automatic control, signal processing, neural networks, image processing and other functions into one, is an advanced mathematical analysis and computation software can be used as dynamic Modeling and Simulation. MATLAB-Simulink simulation environment based on the establishment of a stepping motor under the model, simulation results not only consistent with the physical simulation, and the simulation is simple, the simulation time is shortened, it is an ideal stepping motor simulation s. KEY WORDS: Stepper motor, matlab, , simulation 前 言 步进电机问世以后，很快确定了自己的应用场合为开环高分辨率的定位系统，工业应用发展到今已有约30年的历史，目前还没有更适合的取代它的产品，而且已经发展成为除直流和交流电机外的第三大类电动机产品，但毕竟发展历史不长，人们从应用的角度看仍有不成熟的感觉。 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 虽然步进电机已被广泛地应用 ，但步进电机并不能象普通的直流电机 、交流 电机在常规下使用。它 必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。实际应用过程中一般是选择一个常用的步进电机 ，通过硬联线方式将驱动电路与单片机相接 ，然后调试程序测试 电机的工作状态是否达到了 控制要求。在产品成型之初尚若利用仿真软件设计电路，在仿真环境中进行控制程序的调试，这不仅不需要实际的硬件设备 ，更能部分满足工程需求 。 目 录 摘 要1 ABSTRACT2 前 言3 第1章 引言5 1.1步进电机概述5 1.2系统仿真技术概述7 1.3仿真软件的发展状况与应用7 第2章 MATLAB概要8 2.1 MATLAB概述8 2.2 概述10 第3章 步进电机基本原理11 3.1 典型结构和工作原理11 3.2 旋转通电方式12 3.3 小步距角步进电机14 3.4 其他型式的步