伺服系统实验指导书要点.docx

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1、实验一数控二维平台实验指导书数控二维平台是数控系统中的基础装置。不难想象，当人们对数控二维平 台配备以不同的第三维方向的设计便可以满足不同场合的需求。例如，当第三维 设计成笔架形式时，就可组成一台绘图仪，当设计成缝纫机头时，就有可能具备 电脑提花机的功能；当我们将二维数控平台设计成自动铣床的一部分时，又可以 组成一台电脑雕刻机等等。本实验的主要目的。本实验中，我们给数控二维平台配以磁性笔架作为平台运动轨迹的记录装 置，从中体验数控二维平台的一些基本功能。通过实验，我们还将进一步加深对于数控装置和数控系统的认识和理解。本次实验的任务是：1. 认识数控二维平台实验设备的组成。1. 1数控二维平台实

2、验设备总体上由：机床本体、伺服系统、计算机控制界面、数控装置、测量反馈装置及相关的电气供配电系统组成。1. 2除机床本体之外，数控二维平台实验设备的伺服系统由两台步进 电动机及其驱动器组成。步进电动机及驱动器的技术参数见说明书：两相 混合式步进电动机细分驱动器SH-20403一文和图纸：步进电动机及其驱 动器。1. 3数控二维平台实验设备的计算机控制界面用VB6.0编写，具体使 用和操作方法将在本文的第2小节中介绍。1. 4在数控二维平台实验设备中，数控装置由以单片机89C51为核心 的自制实验板卡StepMotorsDriver1组成，该板卡的具体硬件电路可见图纸： 两维平台步进控制电路。1

3、. 5数控二维平台实验设备中提供的测量反馈装置有两种，一种是开 关量信号，是由每台机床的X、Y轴两端安装的干簧管开关在磁铁接近时 实现的；另一种是由光栅采集的数字量信号，两种装置所采集的信息都要 经过单片机处理之后才能实现所要求的功能。1. 6电气供配电系统的组成线路和工作原理见两维数控平台电气线 路图说明书。2. 通过实践操作，体验数控二维平台的基本功能。实验步骤。2. 1对照实物设备和相关图纸，认识系统的各个功能部分及实现该功 能部分的主要元器件。2. 2检查系统的电气连接线路和通信线路，看是否有开路、掉线和接 线端子松动或断头的现象，如有异常，应参考邻近台位的接线方式妥善处 理。在需要笔

4、录平台轨迹的情况下，应先设置好笔杆的初始位置，以保证 四周有足够的划线工作区间。2. 3在确认接线无误的情况下，可将平台的电源插头接入220V交流 电源插口，此时，平台系统中5V直流电源LED信号灯亮，此信号表示控 制电源已经开始供电，5V直流输出正常；数控板卡上也应有一个LED信 号灯量，此信号表示单片机程序已经开始运行，目前正处于待命状态。2. 4打开计算机，在桌面上找到一个名为“DEMO”的VB执行文件， 双击该文件，调出数控平台基本功能实验界面。2. 5数控二维平台基本功能操作实验2. 5. 1自动归零操作实验。一般数控机床都有一个“开机恢复零位”的功能，所谓零位一般是指 X轴和Y轴的

5、中点。本实验研究解决了如何实现这一基本功能的问题。单击“自动归零”框架内的X按钮，X轴的“自动归零”动作开始执 行：平台首先自动向X轴的正方向移动，当到达正向极限位置时，步进电 动机反转，平台反向朝X轴的负方向运行，与此同时，单片机开始自动记 录所走过的步数，当平台到达负向的极限位置时，单片机已经获得了X轴 的移动总步数，并立即计算出到达X轴中点的步数，然后平台又反向朝X 轴的正向移动，到达中点时，平台便停止运行。单击“自动归零”框架内的Y按钮，Y轴的自动归零动作也即刻开始 执行，其动作过程及原理与上述相同。2.5.2 轴向位移操作实验。数控运动控制指令中有“快速点定位指令一G00”该指令是使

6、刀具从 当前位置以系统设定的速度快速移动到坐标系的另一位置。该功能在笔架不动，平台运动的情况下，可以通过平台的轴向位移来 实现。在“轴向位移”框架内，先选中“位移量”组合框，点击框右侧的下 拉按钮，在下拉列表中，选中需要的位移量，点击鼠标左键。组合框内便 显示出所选的位移量。“轴向位移”框架内的四个命令按钮，分别标明X+、X-、Y+、Y-表 示位移的方向。当点击X+按钮时，平台将向X轴的正方向移动刚才组合框 内所选中的位移量。其余按钮的功能类同。可以利用轴向位移功能来绘制X或Y轴方向的直线，当所设定的位移 量不够大时，可以连续移动若干次，直到达到所需的位移量。“轴向位移”的特点是：只有单个步进

7、电动机工作，拖动平台按单轴 方向移动，这是与后面将要说到的直线插补最根本的区别。2. 5. 3直线插补操作实验。该实验采用了 DDA计算法进行直线插补，作为直线运动控制指令G01 的一个平面直线插补的实例进行演示。在“直线插补”框架内，先选中“选择长度”组合框，点击框右侧的 下拉按钮，在下拉列表中，选中需要的直线插补长度，点击鼠标左键。组 合框内便显示出所选的直线插补长度。“直线插补”框架内的四个命令按钮，分别标明L1、L2、L3、L4, 表示本次直线插补的直线象限。直线插补一般都是从当前起点（坐标原点） 算起，当点击L1按钮时，平台将进行第1象限的直线插补工作，插补到刚 才组合框内所选中的直

8、线长度为止。其余按钮L2、L3、L4将分别进行第2、 第3、第4象限的直线插补的工作，操作方法与前述类同。DDA直线插补算法可以实现丰富的加工轨迹，本实验中，仅提供了与 轴向成45度斜线段的插补实例。2. 5. 4顺圆弧插补操作实验。该实验采用了 DDA计算法进行顺圆弧插补，作为顺时针方向圆弧运 动控制指令G02的一个实例进行演示。在“顺圆弧插补”框架内，先选中“选择半径”组合框，点击框右侧 的下拉按钮，在下拉列表中，选中需要的圆弧插补半径，点击鼠标左键， 组合框内便显示出所选的圆弧插补半径长度。“顺圆弧插补”框架内的四个命令按钮，分别标明SR1、SR2、SR3、 SR4,表示本次顺圆弧插补的

9、工作象限。圆弧插补一般都是从当前起点算起， 当点击SR1按钮时，平台将进行第1象限的顺圆弧插补工作，插补时以刚 才组合框内所选中的长度为半径。其余按钮SR2、SR3、SR4将分别进行第 2、第3、第4象限的顺圆弧插补的工作，操作方法与前述类同。本实验中，各按钮功能都能提供90度顺时针圆弧插补的实例。实验中，若按SR1、SR4、SR3、SR2的顺序逐次点击相应按钮，可以 获得一个整圆。2. 5. 5逆圆弧插补操作实验。该实验采用了 DDA计算法进行逆圆弧插补，作为逆时针方向圆弧运 动控制指令G03的一个实例进行演示。在“逆圆弧插补”框架内，先选中“选择半径”组合框，点击框右侧 的下拉按钮，在下拉

10、列表中，选中需要的圆弧插补半径，点击鼠标左键， 组合框内便显示出所选的圆弧插补半径长度。“逆圆弧插补”框架内的四个命令按钮，分别标明NR1、NR2、NR3、 NR4,表示本次逆圆弧插补的工作象限。圆弧插补一般都是从当前起点算 起，当点击NR1按钮时，平台将进行第1象限的逆圆弧插补工作，插补时 以刚才组合框内所选中的长度为半径。其余按钮SR2、SR3、SR4将分别进 行第2、第3、第4象限的逆圆弧插补的工作，操作方法与前述类同。本实验中，各按钮功能都能提供90度逆时针圆弧插补的实例。实验中，若按NR1、NR2、NR3、NR4的顺序逐次点击相应按钮，可 以获得一个整圆。需要说明的是，由于单片机驱动

11、程序中，已经在两个坐标轴的四个极 限位置都设置了限位保护的功能，在实现轴向位移、直线插补或圆弧插补 过程中，只要有任一方向上的限位开关动作，就有可能使本次操作中途失 败，此时的症状是：插补尚未到位，但电动机已经不转动了。在这种情况 下，可以先观察在哪个方向上最有可能发生了限位动作，然后选择在与该 方向相反的方向上再进行一次操作，这样，就有可能摆脱原有的困境。例如，发现在X-方向的限位有可能已经动作了，只需选择X+方向的 轴向位移20mm就能够使该电动机恢复运行。2. 5. 6光栅数显操作实验。1）光栅校验操作实验目的：使用光栅对步进电动机的步距进行测量。光栅选择：本实验应使用安装在二维平台X轴

12、方向的光栅。在实验前应选择X轴 向的光栅，并将其插入数控板卡的下RS232插座上。在光栅数显框架内，设置有三个文本框和三个命令按钮。用鼠标左键点击“光栅校验+”按钮，平台将向X轴的+方向移动，X 轴的步进电动机按程序将连续走2000步，然后停止。单片机在发出步进脉冲的同时便开始记录光栅发出的莫尔条纹的条 数，只要发完2000个步进脉冲，便将所记录到的光栅总数以16进制数的 形式发送给PC机，PC机在VB程序的作用下将该原始数据呈现在第三个 文本框内。该数据中的第一个数字用来确定运动的方向，当平台正向运行 时该数字被赋值为“0”，负向运行时该数被赋值为“F”。VB程序在获得这个原始数据之后，立即

13、将其处理成人们熟悉的形式， 于是就有了第一个文本框内的光栅条数（十进制整数）和第二和文本框内 的实际位移量（单位：mm）。不难看出，这个实际的位移量是根据光栅的 栅距（为20um）计算出来的。考虑到单向运行有可能偏离零位，所以又增加了反向运行的“光栅校 验-”按钮的功能，可以使步进电动机反向运行2000步，此举亦有助于检验 光栅辨别方向的功能。2）光栅数显操作实验目的：使用光栅实测随机位移量。光栅选择：本实验应使用安装在工作台位Y轴方向的光栅。在实验前应选择Y轴 向的光栅，并将其插入数控板卡的下RS232插座上。实验步骤：1）用鼠标左键点击“光栅数显”命令按钮，文本框内将显示“ 00”， 表示

14、已经进入运行程序，等待移动短光栅。2）用手指向前（或向后）移动短光栅若干mm （请注意移动距离不要 超出光栅的有效工作区，该工作区由长光栅上的前后两个小红点确定）。3）按一下数控板卡左侧第二个按钮AN2,确认光栅的移动已经完成， 计算机DEMO界面上的三个文本框内立即显示出本次光栅移动的方向、光 栅数和实际移动距离。顺便需要说明的是，数控板卡左侧第一个按钮AN1是单片机的复位按 钮，一旦出现单片机死机的情况，即可使用该按钮使单片机复位。3. 实验思考题3. 1根据本次实验的结果可以计算出，你所工作的台位X轴步进电动 机的步距是多少？3. 2同一象限内的顺时针圆弧插补和逆时针圆弧插补有何区别？3

15、. 3为什么在进行圆弧插补时，要首先确定是“顺圆弧插补”还是“逆 圆弧插补”？3. 4请使用二维平台上的笔架设备画出如下图形（单位：mm）图中，所有圆角R=5实验二步进电机的运行实验1.步进电机的基本原理在计算机控制系统中，步进电机是一种非常重要的自动化执行元件，它能将 电脉冲转化为电动机轴的角位移。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动 步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距角”），当步进驱动器一 个一个地接收到若干个脉冲时，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。因此， 可以通过控制进给脉冲的个数来控制电动机的角位移量，从而达到准确定位的 目的；与此同时，还可以通过控制脉冲频率

16、来控制电机转动的速度和加速度，从 而达到调速的目的。步进电机具有快速启停能力。如果负荷不超过步进电机所提供的动态转矩 值，采用给不给脉冲的方式就能够在“一刹那”使步进电机启动或停转。步进电 机的步进速率一般为2001000步/秒，如果步进电机从最低速度逐渐加速到最高 转速，然后再逐渐减速到0，其间，虽步进速率变化1-2倍，仍不会失掉一步。因此步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差（精度 为100%）的特点，可广泛应用于各种开环控制系统之中。现在比较常用的步进电机有：反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机 （PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。1.1步进电机的工作

17、原理现在以磁阻式步进电机为例，介绍步进电机的工作原理。图1-1所示是磁阻 式步进电机工作原理示意图。图示步进电动机的定子上有六个极，转子有四个极。定子磁极上绕有三组绕 组，每组绕组由相互串联的两个线圈构成。一组绕组叫做一相。因此，图1-1所示 的电机为三相步进电机。直流电源通过开关I、II和III与三相绕组联接，当某相开 关闭合时，就有驱动电流流过绕在相应定子上的绕组。状态（1），开关I闭合,A 相通电。由于A相绕组受到激磁,空气隙里出现如箭头所示的磁场。A相上的两个 定子磁极和两个转子齿对准，转子处于平衡状态。若再闭合开关II激励B相,如状 态（2）所示，B相的定子磁极以同样的方式产生磁场。

18、在磁力线的张力作用下，产 生逆时针方向的转矩。于是，转子沿逆时针方向转过一个固定的角度，到达状态(3) 。图中，转过的角度为15。如果现在打开开关I,去掉A相的激磁,图1T磁阻式步进电机的工作原理转子将再转15,到达状态(4)。因此，转子的角位置可以用这种开关方式进行控 制。若开关以某种时序转换,则转子就能以步进运动的方式连续旋转;若进一步使 时序转换的速度可调，则平均速度也能用这种开关方式进行控制。1.2步进电机的一些基本参数(1) 电机固有步距角它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给 出了一个步距角的值，如57BYG46403型电机给出的值为0.9 /1.8 (

19、表示半 步工作时为0.9、整步工作时为1.8 ),这个步距角可以称之为电机固有步 距角，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。(2) 步进电机的相数是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。 电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9 /1.8、三相 的为0.75 /1.5、五相的为0.36 /0.72。在没有细分驱动器时，用户主要 靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则 相数将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距 角。(3) 保持转矩(HOLDING TORQUE)是指步

20、进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重 要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输 出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持 转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电 机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。（4）启动频率（fq0）空载时，步进电动机由静止突然启动，并进入不丢步的正常运行所允许的最 高频率，称为启动频率或突跳频率，用fq表示。若启动时频率大于突跳频率，步 进电动机就不能正常启动。Fq与负载惯量有关，一般说来随着负载惯量的增长而 下降。空载起动时，步进

21、电动机定子绕组通电状态变化的频率不能高于该突跳频 率。1.3步进电机的控制方法采用计算机控制步进电机的典型原理框图1-2如下图所示。计程机K接J案电机, 1/.图1-2计算机控制步进电机系统原理框图计算机通过输出接口，按一定的规则输出脉冲控制信号，经驱动电路放大后， 分别作用在步进电机的每一相上，步进电机就会按预定的方向和步进速度工作。常用的步进电机有三相、四相、五相、六相4种。本实验所用的步进电机是 两相步进电机。1.4步进电机的细分驱动技术 步进电机的细分技术步进电机的运行需要各相电流满足一定的时序要求，而电磁力的大小与绕 组通电电流的大小有关，如果绕组中电流不再是方波，而是一个分成个台阶

22、的 近似阶梯波，电机每运行一个阶梯即转动一步。当转动小步时，实际上相当于转 过一个步距角，这就是所谓的细分。以二相步进电机为例式(1)、式(2)为A、 B相电流公式，式(3)、式(4)则为分别的力矩。i = i g cos 0 (1)i = i g sin 0 (2)T = K i g cos0 (3)A0 0eT = K i g sin 0 (4)B0 0e这里k0是转矩的常量，矢量合成式(3)、式(4)得到Tg= K0 队可见，细分前后合成力矩并没有变化，但是电机运行的平稳性却增加了。图 1-3的上半部分为整步运行下的A、B两相的电流图。可以看出1、2、3、4点的合 成力矩相等，但是连续性

23、不好，尤其在低频运行时会有明显的振动。而经过细分 的则不同，如图下半部分所示，将整步的一拍分成了四步来完成，即四细分。每 一微步的电流合成大小都一样，这样使得每一步过渡更加平稳，有效抑制了振 动，并减少了失步。图步进电机的细分技术由此可见，细分驱动能极大地改善步进电机运行的平稳性，近几年来由于微 处理机技术的发展，细分技术得到了广泛应用。2.步进电动机的驱动实验2. 1实验目的(1) 了解二维数控微型机床的电气控制系统的电路原理。(2) 了解STEP1单片机步进电动机驱动板卡的作用和工作原理。(3) 了解韦福单片机仿真器开发系统的使用方法。(4) 熟悉数控二维平台步进电动机的驱动原理和驱动程序

24、。2. 2实验设备计算机，韦福V5/T仿真开发器，二维数控微型机床，STEP1单片机板卡2. 3实验原理二维数控微型机床的电气控制系统和STEP1单片机板卡的电路原理请阅 二维数控平台步进伺服系统电气线路说明书；韦福单片机仿真器的使用方法 请参阅WV软件中的“帮助”菜单中的内容。本系统原是一个单片机控制系统，现使用了由计算机和韦福仿真器构成的在 线仿真系统，目的是让学生能直观地通过计算机屏幕看到运行程序在单片机内的 工作情况，学生可以在熟悉控制程序的基础上对程序进行修改，然后再运行程序， 看看运行的结果如何，比较与修改前有何不同。通过这样的参与和互动，提高自 己对程序的认识和理解，进而提高自己

25、使用计算机控制步进电动机的能力。2. 4实验步骤(1) 连接实验设备。连接数控微型机床的插头JP、JX和JY，将其插入单片 机板卡STEP 1的对应插座上；连接WV仿真器的单片机插头，将其正确地插入单片 机板卡STEP 1的对应单片机芯片的插座上，此时应注意对应管脚必须完全正确； 连接WV仿真器与计算机的USB通信线；连接WV仿真器的专用电源插件并将其插入 交流220V电源。闭合WV仿真器的电源开关。(2) 调用WV仿真软件。用鼠标左键双击计算机桌面上的WV软件标志，打开 WV单片机仿真软件。软件被打开后，通过自动检测，会显示一个关于仿真方式和 当前使用的仿真头的型号的提示：“仿真方式：韦福软

26、件模拟器/型号：POD-H8X5X(Atmel:AT89C51)”操作者可点击提示牌上的按钮“好”即可确认，进AWV仿 真软件的主界面操作。(3) 设置WV仿真软件。用鼠标左键点击WV仿真软件主界面上第一行菜单中 的“仿真器(O)”，会出现一个下拉菜单，从中选择并点击第一项：“仿真器设置.”后，可以进入“仿真器设置”界面。在这个界面中，请进行如下设置:在“选择仿真器”栏中，请选中V5/T在“选择仿真头”栏中，请选中POD-H8X5X在“选择厂商”栏中，请选中AT89C51将“使用韦福软件模拟器”前面复选框中的“”去除 将“晶体频率（HZ）改为11059200再点击“仿真头设置”按钮，在弹出的“

27、仿真头设置”对话框中I. 选中：P0、P2口仅做为I/O使用II .选中：时钟输出端XTAL2输出低III.点击“好”确认后，退出“仿真头设置”对话框在返回“仿真器设置”界面后，点击该界面中的“好”，表示确认后退 出“仿真器设置”界面。此时，计算机将重新与仿真器通信，对仿真器的设置进 行更新后返回WV仿真软件的主界面。（4）调用单片机程序。在WV仿真软件的主界面上，用鼠标左键点击WV仿真软件主界面上第一行菜单 中的“文件（F）”，在随后出现的下拉菜单上选中“打开文件”并点击，在随 后出现的“打开文件”对话框中，选择文件路径为：D： 自制设备实验程序AMXHL 并打开，AMXHL的汇编语言源程序

28、便出现在主界面上。org 0000h;本程序使平台由高位向低位平移2000步（约10mm）ajmp start org 0050h start: mov sp,#65hmain:lop:lop1:clr p1.4 clr p0.2 clr p0.3 clr p0.4 clr p2.2 clr p2.3 clr p2.4 clr p1.5 setb p2.3;进入程序标志;初始化工作端口;开始供电;确定运动方向mov r7,#14h mov r0,#64h jb p2.0,noxxajmp start;20;100;查限位noxx: acall stepx;X 走步djnz r0,lop1 dj

29、nz r7,lopwait: ajmp wait;踏步stepx: setb p2.2 acall delay1 clr p2.2 acall delay2 retstepy: setb p0.2 acall delay1 clr p0.2 acall delay2 retdelay1: mov r4,#0ah dela4: djnz r4,dela4 retdelay2: mov r6,#05h;X走步子程序;调用延时子程序1;调用延时子程序2;Y走步子程序;延时时间为10us;延时时间为1000usdela5: mov r5,#0c8hdela3: djnz r5,dela3djnz r6

30、,dela5 ret endAMXHL是一个能使平台作轴向平移的工作程序，其作用是：程序每执行一次，便可让平台沿X轴向由高位（右）向低位（左）平移10mm。平移功能程序组由四个程序组成。另外三个程序中，AMXLH的作用是：程序 每执行一次，可以让平台沿X轴向由低位（左）向高位（右）平移10mm； AMYLH 的作用是：程序每执行一次，可以让平台沿Y轴向由低位（前）向高位（后）平 移10mm；与之相对应，AMYHL的作用是：程序每执行一次，便可让平台溜轴向由 高位（后）向低位（前）平移10mm。这组程序结构最为简单，从程序中，我们可以清楚地看出单片机是如何控制 步进电动机按程序预先规定的方向、速

31、度和步数工作的。而这种形式的控制是普 通交直流电动机无法实现的。建议学生在做后续的项目实验之前，先预习熟悉和理解AMXHL程序。只有在 理解单片机软件的基础之上，做本实验才能收到预期的效果。（5）程序调出之后，用左键点击WV仿真器软件菜单栏中的“项目（P）”， 在随后出现的下拉式菜单中，点击“编译”项，WV软件平台的左下方的信息窗口 中便会出现有关程序已通过编译的提示。（当然，如果学生已经修改过程序，而 且在修改中发生了错误时，该窗口也会给出“出错”信息的提示）。（6）在程序通过编译之后，便可以运行了，在运行之前，还需先检查一下 电源供电是否正常（一般只需观察二维平台控制电源板上的发光管是否已

32、经点亮 便可确认），如果发光管不亮，应首先检查二维平台的电源插头是否已经插入电 源插座之中。在确认机床外围电路供电正常之后，便可运行程序。方法是：用左 键点击WV仿真器软件菜单栏中的“执行（R）”，在随后出现的下拉式菜单中， 点击“全速运行”项，机床便开始运动，根据本程序设定，步进电动机在走了2000 步之后，就自动停止运行了。（7）电动机停止运行，表明程序已经执行到了某一个循环点，程序本身仍 在执行之中。此时应再次用左键点击WV仿真器软件菜单栏中的“执行（R）”， 在随后出现的下拉式菜单中，点击“暂停”项，使程序中止运行，此时可以观察 到程序中止的当前位置以及相关RAM中的数据。（8）程序的

33、复位。在程序进入暂停之后，用左键再次点击WV仿真器软件菜 单栏中的“执行（R）”，在随后出现的下拉式菜单中，点击“复位”项，使程 序完全退出运行状态，重新回到了调试状态。（9）在程序复位后，可以对程序按如下不同的项目进行修改，然后重新编 译、运行程序。每次修改和运行，都实现了某项知识点的实验和验证。2. 5实验项目和结果分析为了记录下平台的运动轨迹，在做以下实验前，请及时调整笔架及笔杆的位 置。（1）改变二维平台运行方向的实验实验步骤A、先再次运行AMXHL程序，根据笔架记录的轨迹确定平台的运行方向。B、将程序复位。C、修改单片机程序的第13行，将原来的“SETB P2.3”改为“CLR P2

34、.3”D、编译、运行修改后的程序，观察平台的运行方向和轨迹。问题与思考:A、程序修改前后的运行情况有何变化？为什么？B、对Y轴的驱动程序AMYHL是否也可做相同的处理?（2）实测和计算步进电动机的脉冲当量值的实验实验步骤A、用卷尺测量实验（1）中所得到的平台移动的轨迹长度，并记录在案。B、根据程序所规定的步进脉冲总数计算出本次实验中，步进电动机的脉冲 当量的平均值。问题与思考A、你是如何计算出本次实验中步进电动机的实际运行步数的？B、你认为这种测量脉冲当量的方法是否很精确？C、你认为最简单的提高测量脉冲当量的方法是什么？（3）改变步进电动机运行步数的实验实验步骤A、将程序复位。B、修改单片机程

35、序的第14行，将原来的“movr7,#14h”改为“mov r7,#28h”C、编译、运行修改后的程序，观察和记录平台的运行轨迹。D、用卷尺量出此次平台运行所绘出的轨迹长度。问题与思考A、在此次运行中，单片机给步进驱动器发出了多少个脉冲？B、与程序运行前相比，平台的运行轨迹发生了怎样的变化？（4）改变步进电动机运行速度的实验实验步骤A、将程序复位，并恢复修改过的单片机程序B、将单片机原程序中的倒数第6行“delay2: mov r6,#05h”修改为 “delay2: mov r6,#0fh”C、编译、运行修改后的程序，根据步进电动机运行时发出的声音频率作出判断问题与思考A、程序修改后，步进电

36、动机的运行速度发生了怎样的变化？为什么？B、要提高步进电动机的运行速度，应当采用什么方法？C、通过实验，说说步进电动机的转速可以无限制地提高吗？为什么？（5）步进电动机驱动器细分驱动功能的实验实验步骤A、将程序复位，并恢复修改过的单片机程序B、找到X轴步进电动机驱动器上的拨码开关，观察“细分”区间的三档开关，记录下目前该开关的设置位置。C、改变“细分”区间三档开关的设置，将其按8倍细分的位置设定。D、编译、运行恢复后的程序，观察和记录平台的运行轨迹。E、用卷尺量出此次平台运行所绘出的轨迹长度。问题与思考A、步进驱动器的细分开关原先是按几倍细分设置的？B、现改变为8倍细分后，平台的运行轨迹长度发

37、生了怎样的变化？C、发生这样的变化，其原因是什么？实验三 力矩式自整角机实验一实验目的1. 了解力矩式自整角机精度和特性的测定方法。2 .掌握力矩式自整角机系统的工作原理和应用知识。二. 预习要点1 .力矩式自整角机的工作原理。2 .力矩式自整角机精度与特性的测试方法。三. 实验项目1 .测定力矩式自整角发送机的零位误差。2 .测定力矩式自整角机的静态误差。四. 实验设备及仪器1 .电机系统教学实验台主控制屏2. 自整角机实验仪五.实验方法交流电源输出1. 测定力矩式自整角发送机的零位误差0测量线路如图6-2所示。励磁绕组两端LL2施加额定激励电压U N (220V)； 将整步绕组T2-T3端

38、接数字式交流电压表，测输出电 压。旋转刻度盘，找出输出电压为最小的位置作为基 准电气零位。从基准电气零位开始，刻度盘每转过60， 整步绕组中有一线间电势为零的位置。此位置称作理 论电气零位。整步绕组三线间共有6个零位。实验时，对应 T2-T3，转子从基准电气零位正方向转动0、180 ；则T3-T转至60、240 ； T1-T2转至120、300。实测整步绕组三线间6个输出电压为最小 值的相应位置角度与电气角度并记录于表6-5中。表6-5理论上应转角度基准电气零位+180+60+240+120+300刻度盘实际转角误差注意：机械角度超前为正误差，滞后为负误差，取其正、负最大误差绝对值之和的一半，

39、 此误差值即为发送机的零位误差0,以角分表示。力矩式自整角发送机的精度由零位误差来确定。2. 测定力矩式自整角机的静态误差jt在力矩式自整角机系统中，静态协调时，接收机与发送机转子转角之差即静态误差A0jt， 以角度表示。实验接线仍如图6-3所示。将发送机和接收机的励磁绕组加额定励磁电压220V,待稳 定后，把发送机和接收机调整在0。位置，缓慢旋转发送机刻度盘，每转过20。，测取接收机 实际转过的角度并记录于表6-6中。表6-6发送机转角0。20。40。60。80。100。120。140。160。接收机转角误差发送机转角180。200。220。240。260。280。300。320。340。接

40、收机转角误差注意：接收机转角超前为正误差，滞后为负误差，正、负最大误差绝对值之和的一半为 力矩式接收机的静态误差。六.实验报告1 .根据实验结果，求出被试力矩式自整角发送机的零位误差Ae0O2. 根据实验结果，求出被试力矩式自整角接收机的静态误差Aejt。实验四 控制式自整角机参数的测定一. 实验目的1. 通过实验测定控制式自整角机的主要技术参数。2. 掌握控制式自整角机的工作原理和运行特性。二. 预习要点1 .控制式自整角机的工作原理和运行特性。2.控制式自整角机的主要技术指标。三. 实验项目1. 测自整角变压器输出电压与失调角的关系U2=f(e)o2. 测定比电压e3. 测定零位电压u0o

41、四. 实验设备及仪器1 .电机系统教学实验台2.自整角机实验仪五. 实验方法1. 测定控制式自整角变压器输出电压与失调角的关系u2=f(e)接线如图6-5所示。在自整角发送机的L1、L2绕组两端施加额定电压UN。旋转发送机刻度盘至00位置并固定不动。用手缓慢旋转自整角变压器的指针园盘，接在L1、L2两端的数字电压表就会有相应读 数，找到输出电压为最小值的位置，即为起始零点。然后，旋转自整角变压器的指针园盘，每转过10。测量一次自整角变压器输出电压U2o 测取各点U2及e值并记录于表6-7中。表6-7e(deg)0。10。20。30。40。50。60。70。80。90。U2(v)e(deg)10

42、0。110。120。130。140。150。160。170。180。U2(v)2.测定比电压Ue比电压是指自整角变压器在失调角为10时的输出电压，单位为V/deg。在刚才测定控制式自整角变压器的 U2=f（e）实验时，用手缓慢旋转自整角变压 器的指针园盘，使指针转过起始零点5。， 在这位置记录自整角变压器的输出电压 U2值。计算失调角为1。时的输出电压，即 为比电压。3.测定零位电压U0接线如图6-6所示。先将调压器调在 输出电压为最小值位置，把绕组t3、t2 两端点短接。接通交流电源，调节调压器使输出电 压为36V并保持不变。用手缓慢旋转指针园盘，找出控制式 自整角机输出电压为最小的位置，即为基II II图6-6测定控制式自整角机零位电压实验接线图图6-5控制式自整角机实验接线图准电气零位。指针转过180。， 尸、仍找出零位电压位置。厂Vy I同理，改接相应的绕组端点（使 T3、T1，短接，T；、 T2短接）找出输出零位电压的 位置。测取六个位置的零位电压值并记录于表6-8中。表6-8绕组接法Ti，T3T2，T2T1T3，T3理论零位电压位置0。3 2180。60。1 3240。120。300。实际刻度值零位电压大小六. 实验报告1 .作自整角变压器的输出电压与失调角的关系曲线U2=f（e）2. 该自整角变压器的比电压为多少？3. 被测试自整角变压器的零位电压数值为多少？