2025年步进电机控制实验综合解析与实操心得

试验目的：(1)理解步进电动机工作原理。(2)熟悉步进电机驱动器使用措施。(3)掌握步进电动机转向控制编程。试验规定：(1)简要阐明步进电动机工作原理。(2)熟记步进电机驱动器的使用措施。(3)完毕步进电动机转速转向控制编程与实现。(4)提交经调试通过的程序一份并附试验汇报一份。试验准备：Arduino是一块基于开放原始代码的Simplei/o平台，并且具有开发语言和开发件平台，和一套为Arduino板编写程序的开发环境构成。Arduino可以用来开发交互 喜8ZBSVZBSVULN是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN复合晶体管构成。可以用来驱动步进电机。因本次使用的步进电机功率很小，因此可以直接使用一种ULN芯片进行驱动，假如是大功率的步进电机，是需要对应的驱动板的。3.五线四相步进电机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步进电机件。在非超载的状况下，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，当步进驱动器接受到一种脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一种固定的角度，称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而到达精确定位的目的；同步可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而到达调速的目的。注意图中5条线的颜色：蓝、粉、黄、橙、红，这个次序很重要。电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调整的电阻元件。电位器一般由电阻体和可移动的电刷构成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。试验原理：一般电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一种角度。转子也伴随该磁场转一种角度。每输入一种电脉冲，电动机转动一种角度前深入。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。变化绕组通电的次序，电机就会反转。因此可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电次序来控制步进电机的转动。工业使用的步进电机与本次试验使用的不一样，下面图式两种不一样款式的工业用步进电机：使用步进电机前一定要仔细查看阐明书，确认是四相还是两相，各个线怎样连接，本次试验使用的步进电机是四相的，不一样颜色的线定义如下图：导线颜色123456785红十十十十十十十十 一一3黄 一2粉一 一1蓝一 一Fromwww.geek-workshop.c下面是电机的端口构造图，1,3为一组，2,4为一组，5号是共用的VCC。ULN构造图如下：12345679硬件连接图如下：PURSELPURSEL试验内容：1.准备好试验所需材料。2.把Arduino、步进电机、驱动器、可调电源连接好。3.编写控制程序。4.把下载线连接到电脑上进行下载。5.试验完毕后整顿好自己的材料。试验成果与分析：试验整体成果图如下：可以观测到当转动电位器时，步进电机会伴随转动。当电位器停止转动时，步进电机也随之停止转动。并且两者转动的方向一致。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接受到一种脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一种固定的角度(及步进角)。你可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而到达精确定位的目的；同步你也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而到达调速的目的。在本试验中转动电位器就相称给步进电机加了一种脉冲信号。试验小结：通过本次的Arduino试验我们理解到步进电机是一种感应电机，它的工作原理是运用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。本试验中由电位器的旋转变化来控制其步进电机的电压变化，让其得到对应的脉冲信号来控制电机的转动。同步还可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而到达调速的目的。同步通过查阅资料我们也懂得了如今虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像一般的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等构成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它波及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在多种自动化控制系统中。伴随微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域均有应用。在这次试验过后不仅锻炼了我们的动手能力，同步试验的成功也为我们即将走上工作岗位增长了信心。最终感谢老师能给我们这一次好的锻炼机会。试验所用程序：*步进电机跟随电位器旋转*使用arduinoIDE自带的Stepper.h库文献//这里设置步进电机旋转一圈是多少步//attachedto设置步进电机的步数和引脚//定义变量用来存储历史读数intprevious={//设置电