1. 步进电机的控制系统
表示步进电机的脉冲PUL和方向DIR信号。
接线的原则是形成一个回路，晶体管类型匹配。
dir+和pul+接d直流电源，一般是接5v，接24v要串接2k电阻。
dir-接方向，pul-接脉冲专。
ena+-悬空。
步进电动机和步进电动机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电动机驱动系统的性能，不但取决于步进电动机自身的性能，也取决于步进电动机驱动器的优劣。对步进电动机驱动器的研究几乎是与步进电动机的研究同步进行的。
扩展资料：
步进电动机的驱动电源由变频脉冲信号源、脉冲分配器及脉冲放大器组成，由此驱动电源向电机绕组提供脉冲电流。步进电动机的运行性能决定于电机与驱动电源间的良好配合。
步进电机的优点是没有累积误差，结构简单，使用维修方便，制造成本低，步进电动机带动负载惯量的能力大，适用于中小型机床和速度精度要求不高的地方，缺点是效率较低，发热大，有时会“失步”。
2. 步进电机控制系统论文
创新设计类1T卷扬机的设计6-C618数控车床的主传动系统设计CA6140车床经济型数控改装设计 CG2-150型仿型切割机的设计PLC控制自动送水系统设计JK5型垂直提升机设计 T6112镗床液压系统设计 Φ1200熟料圆锥式破碎机播种机的设计步进电机控制电路应用设计 21层电梯的控制 （ 电机的选择 人性化控制、舒适设计）垂直提升机3.2吨的设计 糕点切片机 垂直提升机（JM20吨）的设计 桥式起重机20t 设计及控制直线热矿条筛的设计直线振动输送机的设计轻型平动搬运机械手的设计（改进）取料机液压系统的设计双齿辊破碎机的设计送丝机的设计DQL斗轮堆取料机液压系统设计改造 CG2-150型仿型切割机的设计车床的部分改造 C616车床的横向伺服进给单元改造 C650卧式普通车床PLC电气改造 6-C618数控车床的主传动系统设计C616车床的横向伺服进给单元改造CA6140车床经济型数控改装设计PLC控制类C650卧式普通车床PLC电气改造PLC对XA6132型铣床的电气改造 PLC锅炉燃烧自动控制系统 M7475B型磨床的电气控制的PLC改造 T68型卧式镗床的PLC控制 印刷机的自动化（或无人）控制M7475B型磨床的电气控制的PLC改造PLC对XA6132型铣床的电气改造T68型卧式镗床的PLC控制制造、工艺设计类柴油机飞轮专用钻模 包括设备的选择车床整体式箱体的加工 设备选择 典型零件的数控铣床铣削编程与操作设计 其他单片机对步进电机的控制 T6112镗床液压系统设计单色胶印机的改进倒档齿轮自动焊 锅炉燃烧的自动控制（包括料的自动输送） DQL斗轮堆取料机液压系统设计改造LM型立磨液压力的监控系统基于PRO/E的二级减速器的设计及仿真基于PRO/E的绞肉机的设计及仿真基于PRO/E的齿轮轴的设计及齿轮油泵的装配基于PRO/E的齿轮油泵的三维设计
3. 步进电机控制系统课程设计
1．设置步进驱动器的细分数，通常细分数越高，控制分辨率越高。但细分数太高则影响到最大进给速度。一般来说，对于模具机用户可考虑脉冲当量为0.001mm/P（此时最大进给速度为9600mm/min）或者0.0005mm/P（此时最大进给速度为4800mm/min）；对于精度要求不高的用户，脉冲当量可设置的大一些，如0.002mm/P（此时最大进给速度为19200mm/min）或0.005mm/P（此时最大进给速度为48000mm/min）。对于两相步进电机，脉冲当量计算方法如下：脉冲当量=丝杠螺距÷细分数÷200。
2．起跳速度：该参数对应步进电机的起跳频率。所谓起跳频率是步进电机不经过加速，能够直接启动工作的最高频率。合理地选取该参数能够提高加工效率，并且能避开步进电机运动特性不好的低速段；但是如果该参数选取大了，就会造成闷车，所以一定要留有余量。在电机的出厂参数中，一般包含起跳频率参数。但是在机床装配好后，该值可能发生变化，一般要下降，特别是在做带负载运动时。所以，该设定参数最好是在参考电机出厂参数后，再实际测量决定。
3．单轴加速度：用以描述单个进给轴的加减速能力，单位是毫米/秒平方。这个指标由机床的物理特性决定，如运动部分的质量、进给电机的扭矩、阻力、切削负载等。这个值越大，在运动过程中花在加减速过程中的时间越小，效率越高。通常，对于步进电机，该值在100 ~ 500之间，对于伺服电机系统，可以设置在400 ~ 1200之间。在设置过程中，开始设置小一点，运行一段时间，重复做各种典型运动，注意观察，如果没有异常情况，然后逐步增加。如果发现异常情况，则降低该值，并留50%~100%的保险余量。
4．弯道加速度：用以描述多个进给轴联动时的加减速能力，单位是毫米/秒平方。它决定了机床在做圆弧运动时的最高速度。这个值越大，机床在做圆弧运动时的最大允许速度越大。通常，对于步进电机系统组成的机床，该值在400~1000之间，对于伺服电机系统，可以设置在1000 ~ 5000之间。如果是重型机床，该值要小一些。在设置过程中，开始设置小一点，运行一段时间，重复做各种典型联动运动，注意观察，如果没有异常情况，然后逐步增加。如果发现异常情况，则降低该值，并留50%~100%的保险余量。
通常考虑到步进电机的驱动能力、机械装配的摩擦、机械部件的承受能力，可以在厂商参数中修改
4. 步进电机控制系统原理
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。
5. 步进电机的控制系统组成
步进电机的结构是：进步电机的定、转子铁心都由硅钢片叠成。定子上有六个磁极，每两个相对的磁极绕有同一相绕组，三相绕组接成星形作为控制绕组。转子铁心上没有绕组，只有四个齿，齿宽等于定子极靴宽。
因为步进电机的广泛应用，对步进电机的控制的研究也越来越多，在启动或加速时如果步进脉冲变化太快，转子由于惯性而跟随不上电信号的变化，产生堵转或失步在停止或减速时由于同样原因则可能产生超步。为防止堵转、失步和超步，提高工作频率,要对步进电机进行升降速控制。
6. 步进电机控制系统设计报告
1、步进电机动作的话要靠驱动器来驱动的，步进电机也叫脉冲电机，给一个脉冲转一个角度。
12V的话要控制要先买个开关电源，把220V变成12V接到驱动器，再用驱动器控制电机，还要
一个外部给脉冲的控制器（单片机或者PLC）给驱动器脉冲信号。
2、根据控制信号运动，一个脉冲信号走一步，步进角则根据固有参数计算，比如以5相步进电
机为例，采用基本步进角即无细分，则每给一个脉冲信号，步进电机运转0.72°，500脉冲一
圈。所以当脉冲的频率越高时，步进电机的运转速度越快，依次计算即可。
步进电机驱动器概述：
1、可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲
频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。
2、是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步
进电机按设定的方向转动一个固定的角度，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
步进电机驱动器基本原理：
1、采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机
步进转动。四相步进电机按照通电顺序的不同，分为单四拍、双四拍、八拍三种方式。
2、单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与
双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。
7. 步进电机控制系统框图
计算机数控（Computerizednumericalcontrol,简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。 CNC系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控装置（CNC装置）、可编程逻辑控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给（伺服）驱动装置（包括检测装置）等组成。 CNC系统的核心是CNC装置。由于使用了计算机，系统具有了软件功能，又用PLC代替了传统的机床电器逻辑控制装置，使系统更小巧，其灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用、维护也方便，并具有与上位机连接及进行远程通信的功能。基本构成 目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于T系统和M系统，同样也有很大的区别，前者适用于回转体零件加工，后者适合于异形非回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也可能各有千秋。例如，美国Dynapath系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而日本FANUC系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。数控系统一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。 控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。硬件结构 数控系统的硬件由数控装置、输入/输出装置、驱动装置和机床电器逻辑控制装置等组成，这四部分之间通过I/O接口互连。 数控装置是数控系统的核心，其软件和硬件来控制各种数控功能的实现。 数控装置的硬件结构按CNC装置中的印制电路板的插接方式可以分为大板结构和功能模块（小板）结构；按CNC装置硬件的制造方式，可以分为专用型结构和个人计算机式结构；按CNC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和多微处理器结构。 （1）大板结构和功能模板结构数控系统1）大板结构 大板结构CNC系统的CNC装置由主电路板、位置控制板、PC板、图形控制板、附加I/O板和电源单元等组成。主电路板是大印制电路版，其它电路板是小板，插在大印制电路板上的插槽内。这种结构类似于微型计算机的结构。 2）功能模块结构 （2）单微处理器结构和多微处理器结构 1）单微处理器结构 在单微处理器结构中，只有一个微处理器，以集中控制、分时处理数控装置的各个任务。 2）多微处理器结构 随着数控系统功能的增加、数控机床的加工速度的提高，单微处理器数控系统已不能满足要求，因此，许多数控系统采用了多微处理器的结构。若在一个数控系统中有两个或两个以上的微处理器，每个微处理器通过数据总线或通信方式进行连接，共享系统的公用存储器与I/O接口，每个微处理器分担系统的一部分工作，这就是多微处理器系统。软件结构 CNC软件分为应用软件和系统软件。CNC系统软件是为实现CNC系统各项功能所编制的专用软件，也叫控制软件，存放在计算机EPROM内存中。各种CNC系统的功能设置和控制方案各不相同，它们的系统软件在结构上和规模上差别很大，但是一般都包括输入数据处理程序、插补运算程序、速度控制程序、管理程序和诊断程序。 （1）输入数据处理程序 它接收输入的零件加工程序，将标准代码表示的加工指令和数据进行译码、数据处理，并按规定的格式存放。有的系统还要进行补偿计算，或为插补运算和速度控制等进行预计算。通常，输入数据处理程序包括输入、译码和数据处理三项内容。 （2）插补计算程序 CNC系统根据工件加工程序中提供的数据，如曲线的种类、起点、终点等进行运算。根据运算结果，分别向各坐标轴发出进给脉冲。这个过程称为插补运算。进给脉冲通过伺服系统驱动工作台或刀具作相应的运动，完成程序规定的加工任务。 CNC系统是一边插补进行运算，一边进行加工，是一种典型的实时控制方式，所以，插补运算的快慢直接影响机床的进给速度，因此应该尽可能地缩短运算时间，这是编制插补运算程序的关键。 (3)速度控制程序 速度控制程序根据给定的速度值控制插补运算的频率，以保预定的进给速度。在速度变化较大时，需要进行自动加减速控制，以避免因速度突变而造成驱动系统失步。 (4)管理程序 管理程序负责对数据输入、数据处理、插补运算等为加工过程服务的各种程序进行调度管理。管理程序还要对面板命令、时钟信号、故障信号等引起的中断进行处理。 (5)诊断程序 诊断程序的功能是在程序运行中及时发现系统的故障，并指出故障的类型。也可以在运行前或故障发生后，检查系统各主要部件（CPU、存储器、接口、开关、伺服系统等）的功能是否正常，并指出发生故障的部位。编辑本段基本分类运动轨迹分类 （1）点位控制数控系统数控系统控制工具相对工件从某一加工点移到另一个加工点之间的精确坐标位置,而对于点与点之间移动的轨迹不进行控制，且移动过程中不作任何加工。这一类系统的设备有数控钻床、数控坐标镗床和数控冲床等。 （2）直线控制数控系统 不仅要控制点与点的精确位置，还要控制两点之间的工具移动轨迹是一条直线，且在移动中工具能以给定的进给速度进行加工，其辅助功能要求也比点位控制数控系统多，如它可能被要求具有主轴转数控制、进给速度控制和刀具自动交换等功能。此类控制方式的设备主要有简易数控车床、数控镗铣床等。 （3）轮廓控制数控系统 这类系统能够对两个或两个以上坐标方向进行严格控制，即不仅控制每个坐标的行程位置，同时还控制每个坐标的运动速度。各坐标的运动按规定的比例关系相互配合，精确地协调起来连续进行加工，以形成所需要的直线、斜线或曲线、曲面。采用此类控制方式的设备有数控车床、铣床、加工中心、电加工机床和特种加工机床等。伺服系统分类 按照伺服系统的控制方式，可以把数控系统分为以下几类： （1）开环控制数控系统 这类数控系统不带检测装置，也无反馈电路，以步进电动机为驱动元件，如图3所示。CNC装置输出的指令进给脉冲经驱动电路进行功率放大，转换为控制步进电动机各定子绕组依此通电／断电的电流脉冲信号，驱动步进电动机转动，再经机床传动机构(齿轮箱，丝杠等)带动工作台移动。这种方式控制简单，价格比较低廉，被广泛应用于经济型数控系统中。 （2）半闭环控制数控系统 位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端，通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位置(直线位移)，并将其与CNC装置计算出的指令位置(或位移)相比较，用差值进行控制，其控制框图如图4所示。由于闭环的环路内不包括丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节，由这些环节造成的误差不能由环路所矫正，其控制精度不如闭环控制数控系统，但其调试方便，可以获得比较稳定的控制特性，因此在实际应用中，这种方式被广泛采用。 （3）全闭环控制数控系统 位置检测装置安装在机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置(直线位移)，并将其与CNC装置计算出的指令位置(或位移)相比较，用差值进行控制。这类控制方式的位置控制精度很高，但由于它将丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节放在闭环内，调试时，其系统稳定状态很难达到。功能水平分类 （1）经济型数控系统 又称简易数控系统，通常仅能满足一般精度要求的加工，能加工形状较简单的直线、斜线、圆弧及带螺纹类的零件，采用的微机系统为单板机或单片机系统，如：经济型数控线切割机床，数控钻床，数控车床，数控铣床及数控磨床等。 （2）普及型数控系统 通常称之为全功能数控系统，这类数控系统功能较多，但不追求过多，以实用为准。 （3）高档型数控系统 指加工复杂形状工件的多轴控制数控系统，且其工序集中、自动化程度高、功能强、具有高度柔性。用于具有5轴以上的数控铣床，大、中型数控机床、五面加工中心，车削中心和柔性加工单元等。工作流程 1、输入：零件程序及控制参数、补偿量等数据的输入，可采用光电阅读机、键盘、磁盘、连接上级计算机的DNC接口、网络等多种形式。CNC装置在输入过程中通常还要完成无效码删除、代码校验和代码转换等工作。 2、译码：不论系统工作在MDI方式还是存储器方式，都是将零件程序以一个程序段为单位进行处理，把其中的各种零件轮廓信息(如起点、终点、直线或圆弧等)、加工速度信息(F代码)和其他辅助信息(M、S、T代码等)按照一定的语法规则解释成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专用单元。在译码过程中，还要完成对程序段的语法检查，若发现语法错误便立即报警。 3、刀具补偿：刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。通常CNC装置的零件程序以零件轮廓轨迹编程，刀具补偿作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。目前在比较好的CNC装置中，刀具补偿的工件还包括程序段之间的自动转接和过切削判别，这就是所谓的C刀具补偿。 4、进给速度处理：编程所给的刀具移动速度，是在各坐标的合成方向上的速度。速度处理首先要做的工作是根据合成速度来计算各运动坐标的分速度。在有些CNC装置中，对于机床允许的最低速度和最高速度的限制、软件的自动加减速等也在这里处理。 5、插补：插补的任务是在一条给定起点和终点的曲线上进行“数据点的密化”。插补程序在每个插补周期运行一次，在每个插补周期内，根据指令进给速度计算出一个微小的直线数据段。通常，经过若干次插补周期后，插补加工完一个程序段轨迹，即完成从程序段起点到终点的“数据点密化”工作。 6、位置控制：位置控制处在伺服回路的位置环上，这部分工作可以由软件实现，也可以由硬件完成。它的主要任务是在每个采样周期内，将理论位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制伺服电动机。在位置控制中通常还要完成位置回路的增益调整、各坐标方向的螺距误差补偿和反向间隙补偿，以提高机床的定位精度。 7、I/0处理：I/O处理主要处理CNC装置面板开关信号，机床电气信号的输入、输出和控制(如换刀、换挡、冷却等)。 8、显示：CNC装置的显示主要为操作者提供方便，通常用于零件程序的显示、参数显示、刀具位置显示、机床状态显示、报警显示等。有些CNC装置中还有刀具加工轨迹的静态和动态图形显示。 9、诊断：对系统中出现的不正常情况进行检查、定位，包括联机诊断和脱机诊断。编辑本段应用举例 常用的数控系统有发那科、西门子、三菱、广数、华中等数控系统。
8. 步进电机的控制系统设计
可以用单片机+全集成步进电机驱动芯片来整全应用，这样比较简单，控制上很方便。
用普通的51单片机像AT89C2051或STC12C1052 + THB7128或THB6064这类芯片来组合就可以了 单片机根据输入来决定输出的脉冲数量，让步进电机驱动芯片转化成功率信号驱动步进电机。
因为是一个脉冲走一步的，所以输出的脉冲数还要考虑到细分数的问题，固定转动步数、角度的程序还是比较容易编。
像1.8度的步进电机，2细分时，转一圈就需要400个脉冲，转半圈只需要200个脉冲，转90度只需要100个脉冲，如此类推。
程序的话，固定一个适当的频率，按键触发启动定时器，然后在定时中断里取反一个IO端口做脉冲输出，再放入一个累加变量做计算，算脉冲数量，是取反两次输出一个完整的脉冲，在主程序中设定一个需要的脉冲数量来作为条件控制定时器的开启和关闭，然后循环等待条件满足如果想把控制、驱动、和步进电机都整合在一起，比较麻烦，小电机还好，大电机的干扰是个问题
9. 步进电机的控制系统包括
控制步进电机需要有脉冲发生装置，由于电脑不能产生脉冲信号，因此用电脑控制步进电机，有几种方法：
1、电脑 + USB转串口 + 串口控制型步进电机驱动控制器 + 步进电机；
2、电脑 + USB转485 + 485控制型步进电机驱动控制器 + 步进电机；
3、电脑 + USB转CAN + CAN控制型步进电机驱动控制器 + 步进电机；
4、电脑 + USB + 单片机 + 脉冲控制型步进电机驱动器 + 步进电机