基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計

郭嘉勉

摘 要 在現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展過程中，電動機應用越來越廣泛，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)設計，為工業(yè)發(fā)展提供更多的動力支持是當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。

關鍵詞 單片機 電機運動控制系統(tǒng) 優(yōu)化設計

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成的執(zhí)行機構，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將電脈沖信號轉換成轉子轉動角度形式的開環(huán)控制電機，通常情況下，步進電機的轉速及轉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)生的感應作用，在供電電路支持的基礎上，將直流電轉變?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、復位及晶振三個部門，由此組成了最小的應用系統(tǒng)，通過將其接入到驅動電路系統(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化成永磁體轉子旋轉角度，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，復位電路對CPU設定產(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，也應當對其進行復位處理，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驅動電路

驅動電路與步進電機控制系統(tǒng)有著密切關系，只有通過驅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，從而進行運轉工作。在此過程中，一旦驅動電路出現(xiàn)故障，則會導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，對于驅動電路應當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對電機控制系統(tǒng)各部件的工作狀態(tài)進行控制，通過應用按鍵控制電路，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)的應用還應當充分考慮實際需求，對電機控制系統(tǒng)進行適當?shù)母倪M和優(yōu)化設計，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，我們應當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，推動我國社會主義現(xiàn)代化建設的持續(xù)進步。

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