打印机并行接口的步进电机控制.doc

南京思展科技有限公司实验一 基于打印机并行接口的步进电机运动控制一、实验要求：1. 清楚打印机并行口地址；2. 能够用高级语言进行接口控制；3. 了解并掌握步进电机的驱动控制技术；4. 编制出能够控制步进电机的高级语言程序。二、实验原理：1、步进电机的驱动控制原理步进电机区别于其他控制用途电机的最大特点是，它接受数字控制信号（电脉冲信号）并转化成与之相对应的角位移或直线位移，它本身就是一个完成数字模拟转化的执行元件。而且它可开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量，这就是所谓的增量位置控制系统。我们知道步进电机的转速可以用下式表示（以反应式步进电机，负载不变为例）：式中为控制脉冲的频率，为转子齿数，为运行拍数。由上式可见步进电机的转速取决于脉冲频率、转子齿数和拍数。其角速度与脉冲频率成正比，而且在时间上与脉冲同步。因而在转子齿数和运行拍数一定的情况下，只要控制脉冲频率即可获得所需速度。为了充分发挥电机的快速性能，通常使电机在低于启动频率下启动，然后逐步增加脉冲频率直到所希望的速度，所选择的变化速率要保证电机不发生失步，并尽量缩短启动加速时间。为了保证电机的定位精度，在停止以前必须使电机从最高速度逐步减小脉冲频率，使之降到能够停止的速度（等于或稍大于启动速度）。因此，步进电机拖动负载高速移动一定距离并精确定位时，一般来说都应包括“启动加速高速运行（匀速）减速停止”五个阶段，通常为梯形速度特性，如果移动的距离很短则采用三角形速度特性。2、基于打印机并行接口的步进电机运动控制原理采用PC机并行接口进行步进控制时，计算机与步进电机驱动器之间只需两条控制线，一条用来发出时钟脉冲串，另一条用来发出方向电平信号。所以，在这种控制中，驱动器中必须含有环型分配器，对电机的各项励磁的分配及转换顺序都由环型分配器来完成。系统向并行口地址按电动机的转速要求发出相应周期间隔的脉冲，如恒定周期、周期递减或递增等。由此可方便的对电动机转速控制。方向电平控制线可实现对电动机方向的控制，电平为低时环型分配器按正方向进行脉冲分配，电机正转。反之，电机逆转。三、实验步骤：1. 按实验要求将步进电机与驱动器，电源的连线连起来，驱动器和打印机口的连线连起来，注意不要连错；2. 清楚打印机口地址,理解打印机的数据位,打印机口的数据位共8位,本实验共利用打印机数据位中的两位来控制步进电机的方向和速度。D0D1D2D3D4D5D6D7步进电机的脉冲控制位没有用步进电机的方向控制位没有用没有用没有用没有用没有用 例如下面利用VB语言来控制步进电机的程序说明： Call outdata(&H378&,0) /此函数是对打印机口的数据位D0写0 For j = 1 To q Next j /这是一个空循环,起到一个延时的作用,q的大小即是决定脉冲周期的长短 Call outdata(&H378&, 1) /此函数是对打印机口的数据位写13. 编完软件后，运行软件。打印机的29脚分别对应打印机数据线的D0D7，如果是利用打印机D0发脉冲，利用示波器的正端接打印机线的另一端的2脚，负端接打印机线的另一端的18脚（地线），观察脉冲的频率是多大,如果看不到脉冲信号,试着增大q的值，然后再观察是否有脉冲，通过对步进电机改变方向，利用万用表的正端接打印机线的另一端的4脚，负端接18脚，观察电平的变化。如果信号正确就可以把2脚和4脚分别接到步进电机驱动器的脉冲输入端和方向输入端，打印机的管脚如下图所示：1131425四、实验程序编制说明：Private Sub Command1_Click()Dim i As LongDim j As LongIsStop = FalseDo While IsStop = FalseIf Option1.Value = True Then Call outdata(ptraddress, 0) 相当输入&H000第二脚,数据位0位为0也就是停止电机 For j = 1 To 10000 - Val(Combo1.Text) 延时打开电机 Next j Call outdata(ptraddress, 1) 输入001数据位第二位为方向位 ElseIf Option2.Value = True Then Call outdata(ptraddress, 4) 输入100停止 For j = 1 To 10000 - Val(Combo1.Text) Next j Call outdata(ptraddress, 5) 输入101启动电机 End Ifrunstate = TrueDoEventsLoopEnd Sub五、思考题：1 从原理上来说，如果利用打印机的其他数据位能不能实现对步进电机的控制呢？如果能，请写出用其中一个位控制步进电机的程序,并更改程序调试运行。2. 请你画出示波器看到的频率波形，并标出周期和频率。实验二 基于HY-6080板的交流伺服电动机控制一、 实验目的1、了解交流伺服电机驱动的原理；2、了解松下交流伺服驱动器外部各接线端子的意义；3、熟悉松下交流伺服驱动器的操作；二、 实验设备1、含有松下伺服电机和驱动器的控制箱一个；2、计算机一台；3、电机控制软件一套；4、HY-6080八通道隔离型D/A板。三、 实验原理1、交流伺服控制原理目前常用的交流伺服电动机使永磁同步伺服电动机及AC伺服电动机。交流伺服电动机的调速主回路常采用矢量变换SPWM变频控制方式，通过频率的改变实现交流同步伺服电动机的调速。2、松下电机的接线主回路接线：接线时应注意以下两点：（1） 千万不要将电源输入线（L1, L2, L3）接至驱动器输出到电动机的动力线（U、V、W）上，这样会损驱动器。松下电机驱动器采用两相或者三相220V供电电源，如采用三相接法，应该将我国通用的三相380V经变压器变换成220V接入。由于本设备电动机的负载较轻，按照松下的规范，可以只引入两相交流电。（2） L11、L21两端子为驱动器控制电源输入端，为驱动器控制电路供电.3、控制回路接线松下伺服驱动器的控制回路主要通过控制器接线端子CN I/F和编码器端子CN SIG来完成。CN SIG端子用来连接伺服电机的光电编码器，CNI/F端子用于和计算机的通讯。4、参数设置及调整松下驱动器的操作面板上有5个按键，MODE、SET, , ， 和 .其中 , ,用来调整数值大小， 用来移动操作位。MODE用来切换操作模式，SET用来设置参数。操作模式有以下几种：1）监视器模式 2）参数设定模式 3）写入模式 4）自动增益调整模式 5）辅助模式5、基于HY-6080的伺服电机控制。主要是应用控制板上的D/A控制通道，通过控制D/A通道上的数值，来间接控制伺服电机的启动、停止、零速嵌位（零速嵌位的作用:表示当输入为128时,对应的输出电压为0,此时电机应该绝对停止,但是由于板卡输出误差,电机仍然有转动,所以此时输出一个零速嵌位信号,使电机停止.）以及输入不同数值时控制伺服电机的速度。四、注意事项1、操作时请注意安全，不要造成短路以及接触电源动力线。2、在学习参数调整时，不要随意改变驱动器已有的参数。五、实验内容与步骤内容一：交流伺服电机驱动器基本操作1、查看电动机的铭牌，记录相关型号。2、打开电源，选择驱动器，对伺服电机进行空栽壮态下试运行。3、通过驱动器前面板显示器观察驱动器控制模式的结构。4先按SET进入参数设定模式， 再按MODE来选择需要的控制模式, 通过按和 ,观察所选模式详细内容。具体操作如下：操作方法见第8页。内容二：系统特性动态监测1、打开计算机，进入伺服电机控制界面。2、接通驱动器电源，运行系统软件，使电机运转；3、按驱动器SET键，进入监视器状态显示模式，屏幕显示dp-spd.4、按 或 选择观察项目，按SET确定并显示当前状态及数值。5、按照上述方法，观查位置偏差，电机速度，转矩，控制方式，输入输出信号方式，报警，警告，负载率，并作纪录。7、改变电机运行速度，重新观查以上参数，并作纪录，操作方法见第9页。内容三：编写程序以实现基于HY-6080板对伺服电机的控制首先需注意：1、 在板机地址+0口写D/A输出值（范围0-255）；2、 在板机地址+1口写D/A输出值（范围0-7）；3、 在板机地址+2口写命令（写任意值），启动D/A转换；4、 延时25s后，才能进行下一个数值或其它通道的D/A输出。下面是HY-6080控制电机的程序：1 控制伺服电机的启动函数：void begin() _outp(0x280+4,0x10);2控制伺服电机的停止函数：void stop() unsigned int baseA=0x280;_outp(baseA,128); /送d/a转化初值_outp(baseA+1,0); /选择d/a转换通道_outp(baseA+2,0); /启动d/a转换,对应输出电压 for(int i=0;i1000;i+) _outp(0x280+4,0x00); / zerospeed3控制伺服电机的速度函数：void speedCtr(unsigned speedvalue,unsigned ch)unsigned baseA=0x280; _outp(baseA,speedvalue); /送d/a转化初值_outp(baseA+1,ch); /选择d/a转换通道_outp(baseA+2,0); /启动d/a转换,对应输出电压4控制伺服电机的零速嵌位函数：void zerospeed() unsigned int baseA=0x280;_outp(0x280+4,0xff); 5控制伺服电机的主函数：#include#include#includevoid main(void) 注：在实验过程中，根据需要可以通过编辑主函数，加入上面列出的控制电机的字函数，就能实现HY-