郭嘉勉

摘 要 在現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展過程中，電動機應(yīng)用越來越廣泛，對于更好的滿足現(xiàn)代化工業(yè)需求，并提升工作效率，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的提升起到了有效的促進作用，而在新的發(fā)展形勢下，如何優(yōu)化電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計，為工業(yè)發(fā)展提供更多的動力支持是當(dāng)前急需解決的重要問題。通過對基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計進行分析，以期進一步提升現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展水平。

關(guān)鍵詞 單片機 電機運動控制系統(tǒng) 優(yōu)化設(shè)計

中圖分類號：TM921.5 文獻標識碼：A

運動控制系統(tǒng)主要是通過高性能的控制器，由電力電子功率變化裝置構(gòu)成的執(zhí)行機構(gòu)，從而實現(xiàn)對電動機的良好控制，提升電機運動控制水平，更好的滿足工業(yè)發(fā)展需求。步進電機是一種能夠?qū)㈦娒}沖信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角度形式的開環(huán)控制電機，通常情況下，步進電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩都能夠得到有效控制。那么對于電機運動控制系統(tǒng)的設(shè)計該如何呢，這是本文要研究的重點。

1電機運動控制系統(tǒng)概述

步進電機主要是指開環(huán)式的控制電機，通常情況下，電機系統(tǒng)主要根據(jù)電脈沖信號的強弱及頻率對電機運轉(zhuǎn)的速度及方向產(chǎn)生控制作用，在此種環(huán)境下，即使電機負載增加，也不會對其運行狀態(tài)產(chǎn)生影響，從而保證了電機運動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。步進電機工作主要是依靠其對電流產(chǎn)生的感應(yīng)作用，在供電電路支持的基礎(chǔ)上，將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合電機運行需求的電力，而僅在這一段特殊的直流電環(huán)境下，能夠確保對步進電機實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控，以提升電機運動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2電機運動控制系統(tǒng)原理

基于AT89C51單片機的電機運動控制系統(tǒng)主要包括單片機、復(fù)位及晶振三個部門，由此組成了最小的應(yīng)用系統(tǒng)，通過將其接入到驅(qū)動電路系統(tǒng)中，并與電機相連接，則可以保證系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，在接入電路的文職還能夠感受到相應(yīng)的脈沖信號，以通過控制面板對單片機下達指令，從而實現(xiàn)整個電機系統(tǒng)的良好控制。

3基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計

3.1時鐘電路

步進電機的工作運行主要是通過將電脈沖信號轉(zhuǎn)化成永磁體轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度，在此過程中，時鐘電路所起到的作用就是為系統(tǒng)運行提供穩(wěn)定的或者處于勻速變化狀態(tài)的脈沖信號，如果脈沖信號維持穩(wěn)定，則步進電機的運轉(zhuǎn)可以保持勻速進行，如果脈沖信號出現(xiàn)勻速變化的時候，則步進電機會根據(jù)脈沖信號發(fā)生的頻率變化情況出現(xiàn)加速或者減速的情況，無論是何種工作狀態(tài)，其始終能夠維持運行狀態(tài)，從而保證了控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。

3.2復(fù)位電路

電機控制系統(tǒng)在運行開始前基本上都處于初始狀態(tài)，也就是靜止的，因此，在CPU內(nèi)部也存在一個靜止的初始狀態(tài)。在此過程中，復(fù)位電路對CPU設(shè)定產(chǎn)生影響，對其進行有效控制，并將其現(xiàn)行狀態(tài)恢復(fù)到初始狀態(tài)中，以實現(xiàn)將電機運行系統(tǒng)靜止的操作，如果電機控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也應(yīng)當(dāng)對其進行復(fù)位處理，以將電機系統(tǒng)回歸到原始的工作狀態(tài)，實現(xiàn)電機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3.3驅(qū)動電路

驅(qū)動電路與步進電機控制系統(tǒng)有著密切關(guān)系，只有通過驅(qū)動電路向電機控制系統(tǒng)不斷的輸入電量，才能夠保證電機控制系統(tǒng)啟動，從而進行運轉(zhuǎn)工作。在此過程中，一旦驅(qū)動電路出現(xiàn)故障，則會導(dǎo)致其無法向電機控制系統(tǒng)傳輸電量，由此使得電機控制系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，嚴重影響到其工作效率，因此，對于驅(qū)動電路應(yīng)當(dāng)進行定期的檢查與維護，以保證電機控制系統(tǒng)能夠隨時啟動，提升工作效率。

3.4按鍵控制電路

在電機控制系統(tǒng)進行正常工作的過程中，步進電機需要通過外界的控制才能夠?qū)﹄姍C控制系統(tǒng)各部件的工作狀態(tài)進行控制，通過應(yīng)用按鍵控制電路，將其變成向步進電機下達指令的輸入端，然后對步進電機上的按鍵進行操作，以對電機控制系統(tǒng)運行進行控制，從而改變電機工作狀態(tài)，確保其工作效率的提升。

通過對電機控制系統(tǒng)的各個部件進行分析，從而明確了電機控制系統(tǒng)的運行，那么在何種情況下才能夠保證電機控制系統(tǒng)維持穩(wěn)定，并及時完成各項工作狀態(tài)呢？

根據(jù)上述分析可以得出，通過對單片機進行編程處理，設(shè)計固定的電機運動系統(tǒng)按鍵，如果電機系統(tǒng)能夠正常運行，則按其中的一個鍵，如果CPU下達的指令能夠按照正常狀態(tài)輸出脈沖信號，則按下另一個鍵，以此進行各個電機控制系統(tǒng)運行狀態(tài)的區(qū)分。針對不同工作狀態(tài)的電機控制系統(tǒng)，可以通過單片機下達不同的工作指令，從而實現(xiàn)整個電機控制系統(tǒng)的基本設(shè)計，并滿足電機運行需求。此外，在實際的生產(chǎn)加工過程中，對于電機運動控制系統(tǒng)的應(yīng)用還應(yīng)當(dāng)充分考慮實際需求，對電機控制系統(tǒng)進行適當(dāng)?shù)母倪M和優(yōu)化設(shè)計，以確保電機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，并提升其動態(tài)監(jiān)測可靠性。

4結(jié)束語

電機運動控制系統(tǒng)通過AT89C51單片機實現(xiàn)工作狀態(tài)控制，不僅能夠提升系統(tǒng)運轉(zhuǎn)速度，而且操作起來較為簡單，大大提升了系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)信息的準確性，也降低了工業(yè)生產(chǎn)成本費用，能夠更好的滿足工業(yè)化生產(chǎn)需求。因此，在未來的發(fā)展過程中，我們應(yīng)當(dāng)加強電機運動控制系統(tǒng)研究，并不斷改進優(yōu)化，以提升其工作性能，更好的為現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展服務(wù)，推動我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的持續(xù)進步。

參考文獻

[1] 李強.基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].儀器儀表用戶，2011（04）.

[2] 逄啟壽，劉本輝，馮羽生，等.基于步進數(shù)字式閉環(huán)控制的流量控制系統(tǒng)[J].機械工程與自動化，2012（03）.

[3] 楊宏，李國輝.基于Proteus與單片機的步進電機控制設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010（05）.

[4] 李曉貞，王福志，王忠舉，等.基于單片機的步進電機調(diào)速研究[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2013（05）.