1422-兩軸實(shí)驗(yàn)型數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn),試驗(yàn),數(shù)控系統(tǒng),設(shè)計(jì)
第五章 控制系統(tǒng)- 32 -第 五 章 控制系統(tǒng)任 何 一 個(gè) 微 機(jī) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 都 是 由 硬 件 和 軟 件 兩 部 分 組 成 的 ， 硬 件 是 軟 件 運(yùn)行 的 基 礎(chǔ) ， 而只有配置了軟件的硬件才是可以工作的控制系統(tǒng)。 其 核 心 是 計(jì)算 機(jī) 數(shù) 字 控 制 裝 置 。 它 通 過 系 統(tǒng) 控 制 軟 件 配 合 系 統(tǒng) 硬 件 、 合 理 地 組 織 、 管 理數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 輸 入 、 數(shù) 據(jù) 處 理 、 插 補(bǔ) 和 輸 出 信 息 ， 控 制 執(zhí) 行 部 件 ， 使 數(shù) 控 機(jī) 床按 照 操 作 者 的 要 求 進(jìn) 行 自 動(dòng) 加 工 。 隨著電子技術(shù)的進(jìn)步， 微 型 計(jì) 算 機(jī) 的 發(fā) 展 突 飛 猛 進(jìn) 。 其 發(fā) 展 之 一 就 是 將微 處 理 器 及 其 外 圍 芯 片 ， 如 程 序 存 儲(chǔ) 器 、 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 、 并 行 、 串 行 I/O 口 、定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器 、 中 斷 控 制 器 及 其 他 控 制 部 件 集 成 在 一 個(gè) 芯 片 之 中 ， 制 成 單片 機(jī) （ Single Chip Microcomputer） 。 單 片 機(jī) 正 朝 著 高 性 能 和 多 品 種 方 向 發(fā)展 ， 今 后 單 片 機(jī) 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 將 是 進(jìn) 一 步 向 著 CMOS 化 、 低 功 耗 、 小 體 積 、大 容 量 、 高 性 能 、 低 價(jià) 格 和 外 圍 電 路 內(nèi) 裝 化 等 幾 個(gè) 方 面 發(fā) 展 。5.1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性與配套使用的驅(qū)動(dòng)電源有密切聯(lián)系。 驅(qū) 動(dòng) 電 源 由 喚 醒脈 沖 分 配 器 、 功 率 放 大 器 組 成 如 圖 12 所 示 ：圖 12驅(qū) 動(dòng) 電 源 是 將 變 頻 信 號(hào) 源 （ 微 機(jī) 或 數(shù) 控 裝 置 等 ） 送 來 的 脈 沖 信 號(hào) 及 方 向信 號(hào) 按 照 要 求 的 配 電 方 式 自 動(dòng) 地 循 環(huán) 供 給 電 動(dòng) 機(jī) 的 各 個(gè) 繞 組 ， 以 驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 機(jī)的 轉(zhuǎn) 子 正 反 向 旋 轉(zhuǎn) 。 從 計(jì) 算 機(jī) 輸 出 口 或 從 環(huán) 形 分 配 器 輸 出 的 信 號(hào) 脈 沖 電 流 一般 只 有 幾 個(gè) 毫 安 ， 不 能 直 接 驅(qū) 動(dòng) 步 進(jìn) 電 機(jī) ， 必 須 采 用 功 率 放 大 器 將 脈 沖 電 流進(jìn) 行 放 大 ， 使 其 增 加 到 幾 至 幾 十 毫 安 ， 從 而 驅(qū) 動(dòng) 步 進(jìn) 電 機(jī) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 。 因 此 ， 只 要控 制 輸 入 電 脈 沖 的 數(shù) 量 和 頻 率 就 可 精 確 地 控 制 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 角 和 速 度 。第五章 控制系統(tǒng)- 33 -環(huán) 形 分 配 器 輸 出 的 電 流 很 小 （ 毫 安 級(jí) ） ， 不 能 直 接 驅(qū) 動(dòng) 步 進(jìn) 電 機(jī) ， 需 要功 率 器 將 脈 沖 電 流 放 大 到 幾 安 培 甚 至 幾 十 安 培 ， 才 能 驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 機(jī) 。 放 大 電 路對(duì) 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 性 能 起 著 非 常 重 要 的 作 用 。 功 率 放 大 的 類 型 很 多 ， 從 放 大 元器 件 來 分 ， 可 以 用 功 率 晶 體 管 、 可 關(guān) 斷 晶 閘 管 、 混 合 元 件 來 組 成 放 大 電 路 ；從 工 作 原 理 來 分 ， 有 單 電 壓 、 高 低 電 壓 切 換 、 恒 流 斬 波 、 調(diào) 頻 調(diào) 壓 、 細(xì) 分 驅(qū)動(dòng) 電 路 等 。 從 工 作 原 理 上 講 ， 目 前 用 的 最 多 的 是 恒 流 斬 波 電 路 。斬 波 恒 流 功 率 放 大 電 路 如 圖 所 示 。 該 電 路 的 工 作 特 點(diǎn) 是 ： Vin 端 輸 入方 波 步 進(jìn) 信 號(hào) ， 當(dāng) Vin 為 “0”電 平 時(shí) ， 由 與 門 A2 輸 出 Vb 為 “0”電 平 ，功 率 管 （ 大 林 頓 管 ） VT 截 止 ， 繞 組 W 上 沒 有 電 流 通 過 ， 采 樣 電 阻 R3 上沒 有 反 饋 電 壓 ， A1 放 大 器 輸 出 高 電 平 ； 當(dāng) Vin 為 高 電 平 時(shí) ， 由 與 門 A2輸 出 的 Vb 也 是 高 電 平 ， 功 率 管 VT 導(dǎo) 通 ， 繞 組 W 上 有 電 流 ， 采 樣 電 阻R3 上 出 現(xiàn) 反 饋 電 壓 Vf， 由 分 壓 電 阻 R1、 R2 得 到 設(shè) 定 電 壓 與 反 饋 電 壓 相減 ， 來 決 定 A1 輸 出 點(diǎn) 評(píng) 的 高 低 ， 來 決 定 Vin 信 號(hào) 能 否 通 過 與 門 A2。 若Vref>Vf 時(shí) ， Vin 信 號(hào) 通 過 與 門 ， 形 成 Vb 正 脈 沖 ， 打 開 功 管 VT； 反 之 ，Vref
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