1、4.6 HART協(xié)議介紹協(xié)議介紹HART協(xié)議不是真正的現(xiàn)場總線。它是420mA模擬信號(hào)向全數(shù)字信號(hào)過渡的協(xié)議。在420mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)上疊加了一個(gè)數(shù)字信號(hào)，原模擬信號(hào)仍有效，且數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)互不影響。HART協(xié)議首先由Rosemount公司于1986年提出。4.6.1 HART協(xié)議的主要特點(diǎn)協(xié)議的主要特點(diǎn)HART協(xié)議的主要特點(diǎn)可以描述為：1、數(shù)字能力 訪問所有設(shè)備參數(shù)和診斷 支持多變量設(shè)備 在線設(shè)備狀態(tài)2、兼容模擬信號(hào) 數(shù)字和模擬通訊同時(shí)進(jìn)行 兼容現(xiàn)有420mA設(shè)備及電纜3、互可操作性 事實(shí)上完全開放的標(biāo)準(zhǔn) 通用命令和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 增加設(shè)備描述語言4.6.2 HART協(xié)議與協(xié)議與OSI參考模型

2、的關(guān)系參考模型的關(guān)系層號(hào)層號(hào)層名層名OSI層次層次HART層次層次7應(yīng)用層格式化數(shù)據(jù)HART命令6表示層轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) 未 使 用5會(huì)話層控制會(huì)話4傳輸層確保信息完整3網(wǎng)絡(luò)層路由傳輸2數(shù)據(jù)鏈路層差錯(cuò)處理協(xié)議規(guī)則1物理層連接設(shè)備BELL2021、物理層：規(guī)定了信號(hào)的傳輸方法、信號(hào)電平、設(shè)備阻抗和介質(zhì)。使用雙絞線最為傳輸介質(zhì)。模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)共存是通過BELL202的通信標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的。采用頻移鍵控技術(shù)（FSK），數(shù)字信號(hào)“1”以頻率1200Hz表示；“0” 以頻率2200Hz表示。信號(hào)幅值為0.5mA。由于數(shù)字信號(hào)“正”、“負(fù)”幅值相等，故平均值為“0”。所以對(duì)模擬信號(hào)無影響。HART協(xié)議中，每個(gè)字符有

3、11位，1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位以及1個(gè)奇偶校驗(yàn)位和1個(gè)停止位。2、數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范：主要概括了由協(xié)議編址的設(shè)備之間的通信要求。3、應(yīng)用層規(guī)范：HART協(xié)議的最高層，以命令格式提供編程接口，所有的讀/寫操作都以命令的形式完成4.6.3 HART儀表的通信方式 HART 基于主/從（master/slave）協(xié)議原理，這意味著只有在主站呼叫時(shí)，現(xiàn)場設(shè)備（從站）才傳送信息。在一個(gè)HART網(wǎng)絡(luò)中，兩個(gè)主站(主和副）可以與一個(gè)從設(shè)備通訊。副主站，如手持終端，幾乎可以連接在網(wǎng)絡(luò)任何地方，不影響主站通訊的情況下與任何一個(gè)現(xiàn)場設(shè)備通訊。典型的主站可以是DCS, PLC,基于計(jì)算機(jī)的控制或監(jiān)測系統(tǒng)。主從模式廣播模

4、式或稱陣發(fā)模式利用HART總線實(shí)現(xiàn)多掛接。所允許的電纜長度依電纜類型和連接的設(shè)備數(shù)目而不同。單芯帶屏蔽雙絞電纜長度可達(dá)3,000 米多芯帶屏蔽雙絞電纜可達(dá)1,500 米。更短的距離可使用非屏蔽電纜。可通過HART 信號(hào)的本質(zhì)安全柵（SAFETY BARRIER）/隔離器可以應(yīng)用在危險(xiǎn)場所。4.6.4 HART儀表設(shè)備管理系統(tǒng)儀表設(shè)備管理系統(tǒng)HDMS總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)1、 HDMS需要實(shí)現(xiàn)的功能通信：通過串口，HDMS可以與現(xiàn)場HART設(shè)備進(jìn)行通信。設(shè)備管理：設(shè)備工廠管理，設(shè)備物理連接管理，設(shè)備廠商和類型管理。設(shè)備參數(shù)讀/寫：讀出、修改設(shè)備內(nèi)部參數(shù)。標(biāo)定：對(duì)設(shè)備進(jìn)行電流微調(diào)，調(diào)節(jié)基本變量（PV）的

5、上下限和零位。擴(kuò)展屬性和命令的組態(tài)：對(duì)設(shè)備的專有命令進(jìn)行組態(tài)，使HDMS能獲得各種不同類型儀表的專有信息。動(dòng)態(tài)變量：可以組態(tài)儀表的動(dòng)態(tài)變量代碼，還可以實(shí)時(shí)刷新動(dòng)態(tài)變量值。通信記錄：對(duì)系統(tǒng)與HART設(shè)備之間的通信操作進(jìn)行記錄并管理。OPC接口：提供應(yīng)用程序，通過OPC訪問現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)的功能。2、HDMS總體結(jié)構(gòu) HDMS管理模塊：對(duì)現(xiàn)場的HART儀表進(jìn)行全面的管理 HDMS通信模塊：通過串行口與HART網(wǎng)橋通信，從而與現(xiàn)場的HART儀表進(jìn)行通信。 HDMS OPC接口：為其它應(yīng)用程序提供標(biāo)準(zhǔn)的OPC接口。4.6.5 設(shè)備描述語言設(shè)備描述語言DDL1、DDL是用以描述HART現(xiàn)場設(shè)備的一種簡單結(jié)構(gòu)

6、化英語語言。2、DDL的結(jié)構(gòu)包括8種結(jié)構(gòu)Variables:描述包含在設(shè)備中的數(shù)據(jù)。Commands:描述主設(shè)備和現(xiàn)場設(shè)備通信所使用的HART命令。Menus和Edit Displays：描述手持終端通信其提供用戶數(shù)據(jù)顯示方式。Methods:描述發(fā)生在主設(shè)備與現(xiàn)場設(shè)備之間的復(fù)雜交互的進(jìn)程。Relations：描述數(shù)據(jù)的邏輯組合Arrays和Collections:組態(tài)Configuration：利用軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到使計(jì)算機(jī)或軟件，按照預(yù)先的設(shè)置自動(dòng)執(zhí)行特定任務(wù)，以滿足使用者的要求。OPC：OLE for Process Control世界上領(lǐng)先的跨國自動(dòng)化公司和

7、軟、硬件供應(yīng)商合作開發(fā)出的一套工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。以微軟的OLE/COM.DCOM技術(shù)為基礎(chǔ)，定義了一套標(biāo)準(zhǔn)接口，從而提供自動(dòng)化和控制應(yīng)用、設(shè)備管理和設(shè)備之間的軟件應(yīng)用互操作性和設(shè)備的互換性。第5章 機(jī)電一體化設(shè)備中的執(zhí)行裝置5.1 什么是執(zhí)行裝置什么是執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置即按照電信號(hào)的指令，將來自電、液壓、氣壓的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)、直線等形式運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能的裝置。1、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)：功率大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，有大的啟動(dòng)力（轉(zhuǎn)矩）。2、控制驅(qū)動(dòng)：一般不要求大的功率。除具有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)外，更注重其控制性能，要求體積小，重量輕，慣性小，停車位置準(zhǔn)確，能方便的與計(jì)算機(jī)等控制裝置接口。5.2 磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器磁性體的外部

8、一旦加上磁場，則磁體的外形尺寸會(huì)發(fā)生變化，這被稱為焦耳效應(yīng)（Joule effect）。也稱為磁致伸縮效應(yīng)。若磁性體在磁化方向上的長度增大，則稱為正磁致伸縮，否則稱為負(fù)磁致伸縮。若從外部對(duì)磁性體施加壓力，則磁性體的磁化狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，這稱為維拉利效應(yīng)（Villari Effect）或稱為逆磁致伸縮現(xiàn)象。2、磁致伸縮材料的特性 焦耳在1840年就發(fā)現(xiàn)了鎳(Ni)的磁致伸縮現(xiàn)象，但其應(yīng)變量非常?。?0-510-6），因此只能用于制造超聲波振子而無法將其用來驅(qū)動(dòng)其它機(jī)構(gòu)。 20世紀(jì)60年代（1963年），Legvold等人發(fā)現(xiàn)稀土金屬鋱(Td)、鏑(Dy)在低溫下的磁致伸縮是傳統(tǒng)磁致伸材料的1001

9、000倍，但它們的有序化溫度很低。美國中心的克拉克（Clark）發(fā)明了一種超磁致伸縮材料Terfenol-D: Ter鋱F(tuán)e鐵nol海軍武器試驗(yàn)室D鏑可以用來開發(fā)磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器。 Terfenol-D是一種正磁致伸縮材料，外加壓力，可以得到更大的應(yīng)變輸出。隨著壓縮力的增加，要得到所需的應(yīng)變量，必須同時(shí)增加磁場強(qiáng)度；輸入是正旋波的場合，則必須增大直流偏置量。 磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器的直流偏置電路磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器的直流偏置電路AC電源DC電源CL磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器1磁軛磁軛 2磁致伸縮棒磁致伸縮棒 3預(yù)緊螺栓預(yù)緊螺栓Terfenol-D的應(yīng)變量與溫度有關(guān)。實(shí)踐證明在室溫或室溫以上使用能發(fā)揮其最佳效果。 5.3

10、超聲波驅(qū)動(dòng)器超聲波驅(qū)動(dòng)器1、利用超聲波作為驅(qū)動(dòng)力的一種驅(qū)動(dòng)器：由振動(dòng)部分和移動(dòng)部分組成，依靠振動(dòng)部分與移動(dòng)部分的摩擦力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 超聲波驅(qū)動(dòng)器沒有鐵心，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，響應(yīng)快，無需配減速裝置就可低速運(yùn)轉(zhuǎn)。適合用于OA設(shè)備、照相機(jī)、攝像機(jī)，以及機(jī)器人、汽車電器。2、工作原理有三種工作方式：振動(dòng)方向變換型、進(jìn)行波型和符合振動(dòng)體型l振動(dòng)方向變換型l行進(jìn)波型l復(fù)合振動(dòng)體型（1）振動(dòng)方向變換型振動(dòng)片振動(dòng)體壓電材料振動(dòng)軌跡（2）行進(jìn)波型1）產(chǎn)生行進(jìn)波 2）驅(qū)動(dòng)原理摩 擦 材 料移 動(dòng) 體波 的 行 進(jìn) 方 向壓 電 體各 點(diǎn) 橢 圓 運(yùn) 動(dòng)移 動(dòng) 體 的 移 動(dòng) 方 向3、超聲波馬達(dá)的特點(diǎn) 與通

11、常的電磁型馬達(dá)高速下效率高而轉(zhuǎn)矩小相比較，超聲波馬達(dá)低速下轉(zhuǎn)矩大且效率高。單位質(zhì)量下可獲得的轉(zhuǎn)矩大，而且由于可以減小運(yùn)動(dòng)部件（轉(zhuǎn)子）的慣性，因而，啟動(dòng)、停止等的控制性好。由于轉(zhuǎn)矩較大，因而無需利用減速機(jī)構(gòu)增大轉(zhuǎn)矩，可實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)。無需中間的增減速機(jī)構(gòu)，因而沒有中間傳動(dòng)誤差，可以實(shí)現(xiàn)精確定位。切斷電源時(shí)由于摩擦力依然存在，因而能夠保持原有的停止位置不變。由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單且總可以找到與轉(zhuǎn)子形狀相適應(yīng)的共振模態(tài)，因而馬達(dá)的形狀設(shè)計(jì)有很大的自由度。容易制成直線移動(dòng)馬達(dá)。無需增減速機(jī)構(gòu)，因而噪音較小。由于并未使用磁場，因而不產(chǎn)生磁性干擾。結(jié)構(gòu)簡單。具有轉(zhuǎn)速隨負(fù)荷增加而減小的特性。需使用高頻電源。需采用耐

12、磨材料。由于必須產(chǎn)生共振模態(tài)，因而在數(shù)千瓦以上的功率狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)起來極為困難。4、超聲波驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器民用驅(qū)動(dòng)器精密定位驅(qū)動(dòng)器微小機(jī)械驅(qū)動(dòng)器航天機(jī)械用馬達(dá)物料輸送器5.4 橡膠驅(qū)動(dòng)器橡膠驅(qū)動(dòng)器 Rubbertuator5.4.1 什么是橡膠驅(qū)動(dòng)器什么是橡膠驅(qū)動(dòng)器?橡膠驅(qū)動(dòng)器又稱為人工肌肉，是一種利用橡膠驅(qū)動(dòng)器又稱為人工肌肉，是一種利用壓縮空氣伸縮橡膠的驅(qū)動(dòng)部件。壓縮空氣伸縮橡膠的驅(qū)動(dòng)部件。對(duì)橡膠管增加內(nèi)壓，則橡膠管會(huì)在徑向上對(duì)橡膠管增加內(nèi)壓，則橡膠管會(huì)在徑向上膨脹，而在軸向上收縮。伴隨此收縮會(huì)產(chǎn)膨脹，而在軸向上收縮。伴隨此收縮會(huì)產(chǎn)生收縮力。這就是橡膠驅(qū)動(dòng)器。生收縮力。這就是橡膠驅(qū)動(dòng)器。

13、與傳統(tǒng)的氣壓式驅(qū)動(dòng)器相比，橡膠驅(qū)動(dòng)器與傳統(tǒng)的氣壓式驅(qū)動(dòng)器相比，橡膠驅(qū)動(dòng)器的最大特點(diǎn)是功率的最大特點(diǎn)是功率重量比高。重量比高。5.4.2單自由度橡膠驅(qū)動(dòng)器單自由度橡膠驅(qū)動(dòng)器在實(shí)際應(yīng)用中一般都是在實(shí)際應(yīng)用中一般都是成對(duì)地使用橡膠驅(qū)成對(duì)地使用橡膠驅(qū)動(dòng)器動(dòng)器：一張、一弛，以實(shí)現(xiàn)單自由度運(yùn)動(dòng)：一張、一弛，以實(shí)現(xiàn)單自由度運(yùn)動(dòng)輸出。輸出。 5.4.3控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 氣源：橡膠驅(qū)動(dòng)器使用了氣動(dòng)伺服閥。它是一種十分精密的氣動(dòng)元件，對(duì)氣源中的水分、灰分和油分的要求高。 氣動(dòng)伺服閥5.4.4三自由度橡膠驅(qū)動(dòng)器三自由度橡膠驅(qū)動(dòng)器三自由度橡膠驅(qū)動(dòng)器為管狀。管內(nèi)分隔成為三個(gè)成120的扇形柱空腔。它可以實(shí)現(xiàn)沿中心線Z方向

14、的伸縮、任意方向的彎曲。 壓力室隔離層壓力室Z三自由度橡膠驅(qū)動(dòng)器具有如下特點(diǎn)：l結(jié)構(gòu)簡單，易于小型化，外徑可以小至1mml柔性好，不會(huì)損壞被驅(qū)動(dòng)對(duì)象l無相對(duì)摩擦的運(yùn)動(dòng)部件，動(dòng)作平滑l輸出力自重比大（100200）l輸出運(yùn)動(dòng)的自由度多l(xiāng)驅(qū)動(dòng)器本身可以充當(dāng)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)材料l安全防爆由三條單自由度人工肌肉構(gòu)成的三自由度系統(tǒng)5.4.5 橡膠驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用橡膠驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用 橡膠驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用主要取決于其特點(diǎn)。由橡膠驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用主要取決于其特點(diǎn)。由于橡膠驅(qū)動(dòng)器柔軟性好，輸出力于橡膠驅(qū)動(dòng)器柔軟性好，輸出力-自重比自重比大（大（與同直徑的氣缸相比，橡膠驅(qū)動(dòng)器的與同直徑的氣缸相比，橡膠驅(qū)動(dòng)器的輸出力比氣缸大輸出力比

15、氣缸大3-9倍倍），外形尺寸小，），外形尺寸小，因此常被應(yīng)用于機(jī)械手、自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)裝置因此常被應(yīng)用于機(jī)械手、自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)裝置中。中。 橡膠驅(qū)動(dòng)器被用作機(jī)械手的手指驅(qū)動(dòng) 橡膠驅(qū)動(dòng)器被用作蜘蛛形機(jī)器人的所有驅(qū)動(dòng)裝置 橡膠驅(qū)動(dòng)器被用作4D影院的座椅 橡膠驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用短片5.5直流伺服電機(jī)直流伺服電機(jī)伺服電機(jī)就是為了忠實(shí)地執(zhí)行頻繁變化的位置或速度指令而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)。 要求電動(dòng)機(jī)既要轉(zhuǎn)矩大，同時(shí)還要轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。 5.5.1直流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)直流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)起動(dòng)力矩大、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速容起動(dòng)力矩大、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速容易控制、效率高易控制、效率高缺點(diǎn)：由于帶有具有機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電刷、換向器，

16、缺點(diǎn)：由于帶有具有機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電刷、換向器，需要定期維護(hù)、更換電刷，因而使用壽命短、需要定期維護(hù)、更換電刷，因而使用壽命短、噪音大。另外，直流伺服電機(jī)在位置控制與速噪音大。另外，直流伺服電機(jī)在位置控制與速度控制時(shí)必須使用角度傳感器來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。度控制時(shí)必須使用角度傳感器來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。 5.5.2構(gòu)造與工作原理構(gòu)造與工作原理1、普通型直流伺服電機(jī)： 根據(jù)勵(lì)磁方式的不同分為永磁式和電磁式兩種。永磁式伺服電機(jī)的磁極是永磁鐵，所以其磁通是固定不變的；而電磁式電機(jī)的磁極由電磁鐵構(gòu)成，通過向勵(lì)磁繞組施加電壓可以形成勵(lì)磁電流，產(chǎn)生磁通。 這種伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子上開有軸向的槽用來安裝電 樞繞組。普通型直流伺服電

17、機(jī)為了提高控制精度和響應(yīng)速度，一般都做成具有大的電樞鐵心長徑比。 2、盤型電樞直流伺服電機(jī)：在普通型直流伺服電機(jī)中電樞是延軸向排列的，而磁通則是延徑向的。盤型電樞直流伺服電機(jī)則不同，其電樞被布置在一個(gè)圓盤上，并且是延徑向排列，而磁通則是延軸向的。由于轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓盤，故而轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。3、空心杯電樞直流伺服電機(jī)：具有內(nèi)外兩個(gè)定子，外定子產(chǎn)生磁通，內(nèi)定子用來導(dǎo)磁。因此，外定子由永磁材料制成，而內(nèi)定子由導(dǎo)磁好的材料制成。轉(zhuǎn)子由延軸向排列的電樞線圈構(gòu)成。磁通方向?yàn)閺较颉?、無槽直流伺服電機(jī)：這種電機(jī)的結(jié)構(gòu)與普通型直流伺服電機(jī)相仿，但其轉(zhuǎn)子上不開槽，而電樞線圈直接粘接固定在轉(zhuǎn)子表面。5.5.3 特性特性1

18、、機(jī)械特性：電樞電壓一定時(shí)，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速、機(jī)械特性：電樞電壓一定時(shí)，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。的關(guān)系。空載時(shí)（輸出扭矩空載時(shí)（輸出扭矩=0）直流伺服電機(jī)）直流伺服電機(jī) 的的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n僅與其電樞上的電壓僅與其電樞上的電壓U成正比。成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時(shí)其扭矩當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時(shí)其扭矩T也與電樞電壓也與電樞電壓U成成正比，稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。正比，稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。 2、調(diào)節(jié)特性：是指當(dāng)轉(zhuǎn)矩T為恒定值時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電樞電壓U的關(guān)系。曲線上轉(zhuǎn)速為零時(shí)的電樞電壓成為電機(jī)的起動(dòng)電壓。若電樞電壓U小于起動(dòng)電壓則電機(jī)不能起動(dòng)。5.5.4 驅(qū)動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)方法1、用電橋伺服系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制、用電橋伺服系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制 電橋平衡時(shí)： R1:R

19、2=R3:Ra 電機(jī)停止時(shí)電橋輸出電壓 Eab=02、用比例電流控制實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制、用比例電流控制實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制R1RTEbRaERTERRsZDTr2Tr1IaIaEa=ER+ERTIRMVRSEc加負(fù)載Ia增加轉(zhuǎn)速VRSIRERT3、利用附加測速裝置的伺服系統(tǒng)、利用附加測速裝置的伺服系統(tǒng)4、PWM(Pulse Width Modulation)控制控制（1）PWM的意思是脈寬調(diào)制。在要求電機(jī)輸出大扭的意思是脈寬調(diào)制。在要求電機(jī)輸出大扭矩時(shí)，電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路的功耗也會(huì)加大。因此，如何矩時(shí)，電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路的功耗也會(huì)加大。因此，如何降低電力消耗成了一個(gè)重要的問題。采用降低電力消耗成了一個(gè)重要的問題。采

20、用PWM控制可控制可以有效的解決此問題。目前由于很多單片機(jī)內(nèi)藏以有效的解決此問題。目前由于很多單片機(jī)內(nèi)藏PWM功能，可直接控制伺服電機(jī)，所以功能，可直接控制伺服電機(jī)，所以PWM控制在中小型控制在中小型電機(jī)中也得到廣泛的應(yīng)用。電機(jī)中也得到廣泛的應(yīng)用。（2）PWM的控制原理的控制原理續(xù)流二極管DF的目的在于i)保護(hù)三極管ii)釋放電機(jī)繞組上積蓄的能量。工作時(shí)電樞上電壓與三極管上電壓的關(guān)系為： Vcc=Vm+Vtr Ptr=Vtr*Ia雙向PWM驅(qū)動(dòng)電路5.6 步進(jìn)電機(jī)及其控制步進(jìn)電機(jī)及其控制5.6.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定義與分類步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定義與分類步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移

21、的機(jī)電執(zhí)行元件。 脈沖的頻率高，電機(jī)的運(yùn)行速度快；反之則運(yùn)行速度慢。改變勵(lì)磁脈沖的相序，則電機(jī)反轉(zhuǎn)。勵(lì)磁電流不切換，點(diǎn)擊就停止，而且具有較大的保持力矩。這類電機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式是步進(jìn)的，因而稱為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，也稱步進(jìn)馬達(dá)。 根據(jù)轉(zhuǎn)子的構(gòu)造和工作原理將步進(jìn)電機(jī)分為：永磁式（PM型）步進(jìn)電機(jī)，磁阻式（VR型）步進(jìn)電機(jī)（又稱為反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)）和混合式（HB型）步進(jìn)電機(jī)（亦稱永磁感應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)）。 按勵(lì)磁的相數(shù)，可以將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分為：二相、三相、四相、五相和六相步進(jìn)電機(jī)。 5.6.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)1、步距角：輸入一個(gè)電脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的相應(yīng)角位移，以度數(shù)表示，又稱為脈沖當(dāng)量。2、精度