產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)MartinWen1PIE

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目錄一，產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)1，第一階段：計劃和確定項目2，第二階段：產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)3，第三階段：過程設(shè)計與開發(fā)4，第四階段：產(chǎn)品和過程確認5，第五階段：反饋，評定和糾正措施二，產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)案例：手機設(shè)計開發(fā)流程三，討論課程：手機使用注意事項2PIE

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第一階段：計劃和確定項目（1）3PIE

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第一階段：計劃和確定項目（2）4PIE

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第二階段：產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)（1）5PIE

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第二階段：產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)（2）6PIE

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第二階段：產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)（3）7PIE

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第二階段：產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)（4）8PIE

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第三階段：過程設(shè)計與開發(fā)（1）9PIE

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第三階段：過程設(shè)計與開發(fā)（2）10PIE

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第四階段：產(chǎn)品和過程確認（1）11PIE

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第四階段：產(chǎn)品和過程確認（2）12PIE

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第四階段：產(chǎn)品和過程確認（3）13PIE

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第五階段：反饋，評定和糾正措施14PIE

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產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)案例---------手機設(shè)計開發(fā)流程15PIE

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一、立項調(diào)研階段(1)1、市場分析，用戶調(diào)研1>市場環(huán)境:目前手機品牌是比較多的，目前在售的品牌有240多種，Samsung,Nokia,Apple,Sony,HTC,ZTE,HUAWEI,Coolpad,lenovo,MI2>目標(biāo)消費群體:是定位高端，還是發(fā)燒友，還是為女性開發(fā)（朵唯），老人機。3>競爭對手:首先開發(fā)的手機是國內(nèi)銷售，還是國外銷售，發(fā)達國家，發(fā)展中國家，印度，巴西。（基伍）4>銷售渠道:零級渠道

,一級渠道、二級渠道、三級渠道。2、出具《項目立項建議書》應(yīng)包括：項目名稱和技術(shù)可行性分析，項目產(chǎn)品的市場定位，競爭對手分析，調(diào)查數(shù)據(jù)分析，預(yù)測的市場價格，項目產(chǎn)品周期，外觀（ID）、功能與性能（FEATUERLIST），預(yù)期的產(chǎn)品BOMCOST，預(yù)期的銷售價格，預(yù)期的銷售量、銷售額、利潤，預(yù)算開發(fā)費用，預(yù)測上市時間等。16PIE

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一、立項調(diào)研階段(2)3、立項評審：對《項目立項建議書》進行評審，決定是否立項。決定立項則簽署批準(zhǔn)立項的正式文件——《項目立項批準(zhǔn)書》。也就是前面講的《新產(chǎn)品開發(fā)可行性評估報告》4、項目部根據(jù)《項目立項建議書》、《項目立項批準(zhǔn)書》、《項目評審會議記錄》，指定項目經(jīng)理（PM），編寫《項目任務(wù)書》。5、《項目任務(wù)書》至少應(yīng)包括如下內(nèi)容：產(chǎn)品設(shè)計所依據(jù)的國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，項目實施的時間表，項目實施的過程、關(guān)鍵過程及子過程，項目所需要的資源，項目產(chǎn)品開發(fā)預(yù)算。《產(chǎn)品開發(fā)計劃》《新產(chǎn)品開發(fā)成本分析》《產(chǎn)品開發(fā)小組名單及職責(zé)》17PIE

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二、研發(fā)設(shè)計階段（1）1、ID（IndustryDesign）工業(yè)設(shè)計包括手機的外觀、材質(zhì)、手感、顏色配搭，主要界面的實現(xiàn)與及色彩等方面的設(shè)計。例如摩托羅拉翻蓋的半透明效果，諾基亞的直板外觀，BlackBerry的按鍵非常多，

IPHONE4采用金屬外殼等。這些給用戶的特別感受和體驗都是屬于手機工業(yè)設(shè)計的范疇，一部手機是否能成為暢銷的產(chǎn)品，手機的工業(yè)設(shè)計顯得特別重要。18PIE

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IDMD主板3D圖轉(zhuǎn)為六視圖計算整機尺寸設(shè)計指引繪畫草圖評選方案上機細化整機效果圖工業(yè)設(shè)計流程圖19PIE

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二、研發(fā)設(shè)計階段（2）2、MD（Mechanical）結(jié)構(gòu)設(shè)計手機的前殼、后殼、手機的攝像鏡頭位置的選擇，固定的方式，電池如何連接，手機的厚薄程度。如果是滑蓋手機，如何讓手機滑上去，怎樣實現(xiàn)自動往上彈，SIM卡怎樣插和拔的安排，這些都是手機結(jié)構(gòu)設(shè)計的范疇。繁瑣的部件需要MD的工作人員對材質(zhì)以及工藝都非常熟識。21PIE

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3D模型可行性評估詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計3D模型修改制定結(jié)構(gòu)設(shè)計進度計劃表結(jié)構(gòu)設(shè)計進展匯報結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)部評審結(jié)構(gòu)設(shè)計修改制作workingsampleworkingsample驗證模具制作檢討結(jié)構(gòu)設(shè)計外部評審結(jié)構(gòu)設(shè)計修改簽訂商務(wù)合同相關(guān)資料準(zhǔn)備開模結(jié)構(gòu)設(shè)計流程圖22PIE

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手機精品三星GALAXYS423PIE

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3、HW(Hardware)硬件設(shè)計硬件主要設(shè)計電路以及天線，而HW是要和MD保持經(jīng)常性的溝通。比如MD要求做薄，于是電路也要薄才行得通。同時HW也會要求MD放置天線的區(qū)域比較大，和電池的距離也要足夠遠，HW還會要求ID在天線附近不要放置有金屬配件等等。可想而知一部內(nèi)置天線的設(shè)計手機，其制造成本是會較一部外置天線設(shè)計的手機貴上20-25%，其主要因素就是天線的設(shè)計，物料的要求與及電路的設(shè)計和制造成本平均都是要求較高.二、研發(fā)設(shè)計階段（3）24PIE

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硬件需求分析（包括技術(shù)風(fēng)險評估）硬件開發(fā)計劃和配置管理計劃詳細硬件計劃硬件測試計劃內(nèi)部設(shè)計評審PCB毛坯圖設(shè)計關(guān)鍵器件采購LCD認證流程PCB布板流程抄板前審查硬件調(diào)試軟件硬件內(nèi)部評審打樣，試產(chǎn)硬件修改PCB貼片評審后發(fā)布并歸檔整機測試硬件設(shè)計流程圖25PIE

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4、SW(Software)軟件設(shè)計SW要充分考慮到界面的可操作性，是否人性化，是否美觀的因素。SW的測試非常復(fù)雜，名目繁多，SW的測試不僅只是在尋找Bug，一致性的測試、兼容性的測試等都是非常重要的項目，在目前“內(nèi)容為主”的信息時代，軟件才是手機的最終幕后支柱，硬件的驅(qū)動是軟件來實現(xiàn)，軟件和硬件的工程師之間的沖突相信是不會比其它部門少，這種關(guān)系的繞來繞去，所以便需要有PM(ProjectManagement)項目管理來協(xié)調(diào)了。二、研發(fā)設(shè)計階段（4）27PIE

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軟件需求分析（包括技術(shù)風(fēng)險評估）軟件開發(fā)與配置管理計劃詳細軟件設(shè)計軟件測試計劃內(nèi)部設(shè)計評審編碼調(diào)試單元測試編寫測試用例軟件集成/調(diào)試軟件系統(tǒng)測試發(fā)布系統(tǒng)測試版本軟件修定評審后發(fā)布并歸檔軟件設(shè)計流程圖28PIE

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5、PM(ProjectManagement)項目管理大規(guī)模公司的PM都分得非常細致，比如TPM(TechnologyOfProjectManagement)，即專門管技術(shù)的PM，而普通的PM，只管理項目的進度各協(xié)調(diào)工作，PM這個部門通常存在于那些自己設(shè)計，自己生產(chǎn)，自己銷售手機的公司，AM（AccountManager）客戶經(jīng)理，對公司內(nèi)部是代表客戶提出要求，對外則代表公司的整體形象，在兩者之間起著不可或缺的橋梁作用。二、研發(fā)設(shè)計階段（5）30PIE

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6、Sourcing資源開發(fā)部資源開發(fā)部要不停地去挖掘新的資源，如新材質(zhì)、新的手機組件、測試器材等，當(dāng)手機開始試產(chǎn)時，他們要保證生產(chǎn)線上所需要的所有生產(chǎn)物料齊備。手機進行小批量試生產(chǎn)，考察的不僅是軟/硬件的成熟度，還包括考察生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)的測試技術(shù)，有些手機在進行到這個階段時，卻通過不了這一關(guān)的話，最后是以失敗告終。于是這款新設(shè)計的手機便不會出現(xiàn)在市場上了，而投入的開發(fā)資金和人力卻付之流水，是一個極大的損失。二、研發(fā)設(shè)計階段（6）32PIE

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7、QA(QualityAssurance)質(zhì)量監(jiān)督QA部門負擔(dān)起整個流程質(zhì)量保證的工作，督促開發(fā)過程是否符合預(yù)定的流程，保證項目的可生產(chǎn)性，有很多新設(shè)計的手機，就因為碰上了不可生產(chǎn)的某種因素而放棄了。生產(chǎn)一部手機不是在實驗室內(nèi)做實驗?zāi)敲春唵?，一旦生產(chǎn)就是成千上萬部，要保證每一部產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)絕非一件簡單容易的事。生產(chǎn)一部手機的樣品和生產(chǎn)10萬部手機完全是兩碼事。不僅如此，一款手機的成功上市，能夠賣個滿堂紅，仍然是需要與大眾手機用戶有親密的接觸，并且經(jīng)過用戶的反饋以及快速的改善才能成功。二、研發(fā)設(shè)計階段（7.1）33PIE

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二．手機測試在手機生產(chǎn)過程中，手機測試是一個極其重要的環(huán)節(jié)，涉及到硬件測試和軟件測試，還有結(jié)構(gòu)的測試，比如抗壓，抗摔，抗疲勞，抗低溫高溫等，結(jié)構(gòu)上的設(shè)計不合理，會造成應(yīng)力集中，使得本身外殼變形，對于翻蓋手機，蓋子失效，還有其他嚴重問題。測試主要內(nèi)容如下：軟件壓力測試：----(連續(xù)撥打1000個電話，檢查是否有故障)；抗摔性測試：----抗摔性測試由專門的PRT可行性實驗來進行。半米的微跌落測試要做300次/面(手機有6個面)。而2米的跌落測試每個面需各做一次，還有模擬人把手機扔到桌面的測試高低溫測試：----讓手機處于高低不同的溫度來檢測手機的適應(yīng)性高濕度測試：----用一個專門的箱子來操作滴水測試，模擬人出汗的情況，里面摻有一定比例的鹽二、研發(fā)設(shè)計階段（7.2.1）34PIE

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百格測試：----用H4鉛筆在手機外殼畫100個格子，看外殼是否會掉油漆翻蓋測試：----翻蓋10萬次，檢查殼體損耗扭矩測試：----用夾具夾住兩頭，一頭左擰，一頭右擰。測試殼體和手機里面大型器件的強度靜電測試：----北方天氣干燥，手摸金屬的東西容易產(chǎn)生靜電，擊穿手機電路，有些設(shè)計不好的手機就是這么突然壞的。有專門的靜電槍和銅板來測試按鍵測試：----借助機器以給定的力量擊打鍵盤10萬次沙塵測試：----手機放入特定的箱子,細小的沙子被鼓吹起來.數(shù)小時后,察看手機里面是否有沙子進入,如果是,那么手機密閉性不好,結(jié)構(gòu)設(shè)計有待重新調(diào)整二、研發(fā)設(shè)計階段（7.2.2）35PIE

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在手機研發(fā)完成之后，最重要的便是手機生產(chǎn)。以下便是手機生產(chǎn)所需資源：一．物料手機部件：PCB板、IC及電子料、電池，外殼、攝像頭，按鍵等。生產(chǎn)設(shè)備：貼片機、注塑機、噴涂線，檢測及測試設(shè)備等。生產(chǎn)工具：夾具、烙鐵等。二．生產(chǎn)線手機生產(chǎn)線流程框圖：三、生產(chǎn)階段36PIE

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YNNNYNNNNNY手機元器件SMT貼片AOI檢查PCB板分割軟件下載PCB板測試成品組裝外觀檢測綜合測試天線測試音頻測試IMEI號下載包裝QA抽檢SMT維修站總裝修理站返工合格品入庫預(yù)加工37PIE

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手機使用注意事項38PIE

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手機落水39PIE

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1,手機落水怎么辦：手機應(yīng)避免在烈日下或在雨中使用，若不小心，讓手機掉進水中。請切記不要作任何按鍵動作，尤其是關(guān)機(一按任何動作，水馬上會跟著電路板流竄)，正確的方法為請盡快擦干表殼，馬上打開外蓋，直接將電池拿下，直接強迫斷電，可保主機板不被水侵襲，以免導(dǎo)電燒壞內(nèi)部零件。手機使用注意事項(1)40PIE

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手機輻射41PIE

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2，手機盡量離身體遠一點

當(dāng)人們使用手機時，手機會向發(fā)射基站傳送無線電波，而無線電波或多或少地會被人體吸收，這些電波就是手機輻射。雖然目前并未有研究表明手機輻射是否對人類健康會產(chǎn)生影響，但還是提醒大家多多注意為好。

另外睡覺不要把手機放在枕頭邊據(jù)專家介紹，手機輻射對人的頭部危害較大，容易引起頭痛、頭昏、失眠、脫發(fā)等癥狀，相信不少用戶都有這樣的切身體驗，那就是將手機放在枕頭邊睡覺往往會導(dǎo)致多夢的癥狀，嚴重影響睡眠質(zhì)量。手機使用注意事項(2)42PIE

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保持手機電量43PIE

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3、手機電池不要等到?jīng)]電才充電。一般我們都會有一種想法就是手機的電池電力要全部放完再充電比較好基本上是沒錯的，因為我們在以前使用的充電電池大部分是鎳氫(NiH)電池，而鎳氫電池有所謂的記憶效應(yīng)若不放完電再充的話會導(dǎo)致電池壽命急速減少。因此我們才會用到最后一滴電才開始充電。

但現(xiàn)在的手機都用鋰(Li)電池，而鋰電池的話就沒有記憶效應(yīng)的問題。若大家還是等到全部用完電后再充的話反而會使得鋰電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)無法反應(yīng)而壽命減少。最好的方法就是沒事就充電讓它隨時隨地保持最佳滿格狀態(tài)，這樣你的電池就可用的長久一些。手機使用注意事項(3)44PIE

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4、手機信號剩一格時不要使用收訊滿格與只剩一格時相比，發(fā)射強度竟然相差1000倍以上。那就是當(dāng)你發(fā)現(xiàn)手機的收訊強度只剩下一格的時候，寧可掛斷不談或者是改用公用電話，千萬不要再滔滔不絕、口沫橫飛、濃情蜜意、欲罷不能、沒完沒了…

手機的設(shè)計為了在收訊較差的地區(qū)仍能保有相當(dāng)?shù)耐ㄔ捹|(zhì)量，會加強手機的電磁波發(fā)射強度。當(dāng)收訊滿格與只剩一格時相比，發(fā)射強度竟然相差1000倍以上。電磁波強度高達0.6W(瓦特)。0.6W究竟有多強呢？舉個例子：把喇叭直徑約4公分左右的小型收音機音量開到最大然后貼在耳朵上，那樣的噪音能量一般為0.25W，不到0.5W。手機使用注意事項(4)45PIE

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手機充電時請不要打電話46PIE

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據(jù)空姐網(wǎng)官方微博報道，一名23歲的南航空姐馬愛侖于7月11日晚使用iPhone5打電話時意外被電擊致死。在通過詢問其家人后得知，她是在手機充電的情況下通話才導(dǎo)致被電擊。目前警方已經(jīng)確認她的死亡原因，經(jīng)法醫(yī)鑒定，死者頸部有明顯的被電擊痕跡，所以可以斷定為觸電致死。手機充電時請不要打電話47PIE

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5，手機充電時注意事項：邊充電邊打電話，在智能手機橫行的今天，邊充電邊打電話，已經(jīng)成了大多數(shù)人們見怪不怪的事情。但是就是這樣的行為，卻隱藏這重大的安全隱患。

連夜充電，說句實話，大家可能都這樣做過，從安全的角度講，這是不正確的。原因很簡單，手機連夜充電，手機在充電時，會產(chǎn)生過多的熱量，雖然引發(fā)火災(zāi)的幾率很小，但是出事故的機會還是有的。

充電插頭不拔，很多用戶都有充電插頭插在插座上不拔的習(xí)慣，但一旦充電器質(zhì)量不過硬或是劣質(zhì)產(chǎn)品的話，也很可能會產(chǎn)生短路，引發(fā)火災(zāi)等嚴重后果。手機使用注意事項(5）48PIE

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請注意手機的品質(zhì)49PIE

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6，使用雜牌大容量電池和充電寶。

手機電池容量一直是一個難以突破的瓶頸，而目前市面上有部分號稱高容量電池的出現(xiàn)，建議大家不要購買使用此類電池，第一，該類電池所標(biāo)注的容量并不是實際容量。有很大程度上虛標(biāo)容量，第二，目前大容量電池安全性問題仍就在研究當(dāng)中。而這些號稱高容量的雜牌電池，和炸彈又有什么區(qū)別呢？

手機使用注意事項(6）50PIE

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Thankyou!51PIE

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謝謝觀看/歡迎下載BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH2009電子大賽電機部分培訓(xùn)一、直流電機（）匯報人姓名圖4為采用內(nèi)部集成有兩個橋式電路的專用芯片L298所組成的電機驅(qū)動電路。驅(qū)動芯片L298是驅(qū)動二相和四相步進電機的專用芯片，我們利用它內(nèi)部的橋式電路來驅(qū)動直流電機，這種方法有一系列的優(yōu)點。每一組PWM波用來控制一個電機的速度，而另外兩個I/O口可以控制電機的正反轉(zhuǎn)，控制比較簡單，電路也很簡單，一個芯片內(nèi)包含有8個功率管，這樣簡化了電路的復(fù)雜性，如圖所示IOB10、IOB11控制第一個電機的方向，IOB8輸入的PWM控制第一個電機的速度；IOB12、IOB13控制第二個電機的方向，IOB9輸入的PWM控制第二個電機的速度。

）

步進電機是利用電磁鐵的作用原理，將脈沖信號轉(zhuǎn)換為線位移或角位移的電機。每來一個電脈沖，步進電機轉(zhuǎn)動一定角度，帶動機械移動一小段距離。特點:（1）來一個脈沖，轉(zhuǎn)一個步距角。（2）控制脈沖頻率，可控制電機轉(zhuǎn)速。（3）改變脈沖順序，可改變轉(zhuǎn)動方向。應(yīng)用：由于步進電動機的這一工作職能正好符合數(shù)字控制系統(tǒng)要求，因此它在數(shù)控機床、鐘表工業(yè)及自動記錄儀等方面都有很廣泛的應(yīng)用二、步進電動機及其控制種類：勵磁式和反應(yīng)式兩種。勵磁式步進電機的轉(zhuǎn)子上有勵磁線圈，依靠電磁轉(zhuǎn)矩工作。反應(yīng)式步進電機的轉(zhuǎn)子上沒有勵磁線圈。依靠變化的的磁阻生成磁阻轉(zhuǎn)矩工作。應(yīng)用最廣泛，它有兩相、三相、多相之分。三相反應(yīng)式步進電動機的原理結(jié)構(gòu)圖如下：ABCIAIBIC

定子內(nèi)圓周均勻分布著六個磁極，磁極上有勵磁繞組，每兩個相對的繞組組成一相。采用Y連接，轉(zhuǎn)子有四個齒。定子轉(zhuǎn)子1、步進電機的結(jié)構(gòu)2、步進電機的工作原理

由于磁力線總是要通過磁阻最小的路徑閉合，因此會在磁力線扭曲時產(chǎn)生切向力，而形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)以BCIAIBIC的通電順序，使三相繞組輪流通入直流電流，觀察轉(zhuǎn)子的運動情況。ABCA（1）三相單三拍（FLASH）CA'BB'C'A3412

A相繞組通電，B、C相不通電。氣隙產(chǎn)生以A-A為軸線的磁場，而磁力線總是力圖從磁阻最小的路徑通過，故電動機轉(zhuǎn)子受到一個反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，在此轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置：1、3齒與A、A′極對齊?！叭唷敝溉嗖竭M電機；“單”指每次只能一相繞組通電；“三拍”指通電三次完成一個通電循環(huán)。CA'BB'C'A3412

同理，B相通電時，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過30角，2、4齒和B、B′磁極軸線對齊；當(dāng)C相通電時，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過30角，1、3齒和C′、C磁極軸線對齊。1C'342CA'BB'ACA'BB'C'A3412

這種工作方式下，三個繞組依次通電一次為一個循環(huán)周期，一個循環(huán)周期包括三個工作脈沖，所以稱為三相單三拍工作方式。按ABCA……的順序給三相繞組輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動起來。每一拍轉(zhuǎn)過30°(步距角)，每個通電循環(huán)周期(3拍)磁場在空間旋轉(zhuǎn)了360°而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90°(一個齒距角)。CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412

A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒與A、A'對齊。

A、B相同時通電，A、A'磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15，到達左圖所示位置。按AABBBCC

CA的順序給三相繞組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制特性。（2）三相六拍（FLASH）CA'BB'C'A3412B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒與B、B′對齊,又轉(zhuǎn)過15。3412CA'BB'C'AB、C相同時通電，C'、C

磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過15。三相反應(yīng)式步進電動機的一個通電循環(huán)周期如下：AABBBCC

CA，每個循環(huán)周期分為六拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15（步距角），一個通電循環(huán)周期(6拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90(齒距角)。與單三拍相比，六拍驅(qū)動方式的步進角更小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。AB通電CA'BB'C'A3412BC通電3412CA'BB'C'ACA通電CA'BB'C'A3412與單三拍方式相似，雙三拍驅(qū)動時每個通電循環(huán)周期也分為三拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30(步距角)，一個通電循環(huán)周期(3拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90(齒距角)。（3）三相雙三拍（FLASH）按ABBCCA的順序給三相繞組輪流通電。每拍有兩相繞組同時通電。

從以上對步進電機三種驅(qū)動方式的分析可得步距角計算公式：—步距角Zr

—轉(zhuǎn)子齒數(shù)m—每個通電循環(huán)周期的拍數(shù)實用步進電機的步距角多為3和1.5。為了獲得小步距角，電機的定子、轉(zhuǎn)子都做成多齒的。相數(shù)：產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)。常用m表示。拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ=360度/（轉(zhuǎn)子齒數(shù)*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機為例。四拍運行時步距角為θ=360度/（50*4）=1.8度（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ=360度/（50*8）=0.9度（俗稱半步）。3.步進電機的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的）靜轉(zhuǎn)矩：電機在額定靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關(guān)。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過分采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音。1)步距角精度

步進電機每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運行時應(yīng)在15%以內(nèi)。2)失步

電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。3)失調(diào)角

轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。4)最大空載起動頻率

4.步進電機動態(tài)指標(biāo)及術(shù)語電機在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。5)最大空載的運行頻率

電機在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機不帶負載的最高轉(zhuǎn)速頻率。6)運行矩頻特性

電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運行矩頻特性，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據(jù)。如圖2所示：圖2力矩與頻率曲線圖環(huán)形分配器、功率放大器以及其它控制線路組合構(gòu)成步進電機的驅(qū)動系統(tǒng)，其方框圖如圖4，在下一節(jié)的方案選擇時，也是按照驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來進行。5.步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4步進電機驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖基本原理作用如下：

(1)控制換相順序

通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如：三相步進電機的三拍工作方式，其各相通電順序為A-B-C,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A,B,C相的通斷。

(2)控制步進電機的轉(zhuǎn)向

如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機就反轉(zhuǎn)。

(3)控制步進電機的速度

如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。

主要元件：恒壓恒流橋式2A驅(qū)動芯片L298N、光電耦合器TLP521-4

工作電壓方式：直流

工作電壓：信號端4~6V、控制端5~36V

調(diào)速方式：直流電動機采用PWM信號平滑調(diào)速。

特點：

1、可實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)及調(diào)速。

2、啟動性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大。3、工作電壓可達到36V，4A。

4、可同時驅(qū)動兩臺直流電機。

5、適合應(yīng)用于機器人設(shè)計及智能小車的設(shè)計中。

實例一：用L298驅(qū)動兩臺直流減速電機的電路。引腳A，B可用于PWM控制。如果機器人項目只要求直行前進，則可將IN1，IN2和IN3，IN4兩對引腳分別接高電平和低電平，僅用單片機的兩個端口給出PWM信號控制A，B即可實現(xiàn)直行、轉(zhuǎn)彎、加減速等動作。

實例二：用L298實現(xiàn)二相步進電機控制。將IN1，IN2和IN3，IN4兩對引腳分別接入單片機的某個端口，輸出連續(xù)的脈沖信號。信號的快慢決定了電機的轉(zhuǎn)速。改變繞組脈沖信號的順序即可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。圖13L298驅(qū)動步進電機伺服電動機又稱執(zhí)行電動機。其功能是將輸入的電壓控制信號轉(zhuǎn)換為軸上輸出的角位移和角速度，驅(qū)動控制對象。伺服電動機可控性好，反應(yīng)迅速。是自動控制系統(tǒng)和計算機外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。伺服電動機可分為兩類：交流伺服電動機和直流伺服電動機三、伺服電動機及其控制1、交流伺服電動機

交流伺服電動機就是一臺兩相交流異步電機。它的定子上裝有空間互差90的兩個繞組：勵磁繞組和控制繞組，其結(jié)構(gòu)如圖所示。勵磁繞組控制繞組杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)定子交流伺服電動機結(jié)構(gòu)圖~Uf~UcC其旋轉(zhuǎn)速度n為:n=60f(1-s)/p=n0(1-s)f:交流電源頻率(HZ)p:為磁級對數(shù)n0:電動機旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速(r/min),

n0=60f/ps:轉(zhuǎn)差率,s=(n0-n)/n0圖5—21.基本工作原理:交流伺服電動機以單相異步電動機原理為基礎(chǔ)，從圖5—2可以看出，勵磁繞組WF接到電壓為Uf的交流電網(wǎng)上，控制繞組WC接到控制電壓Uc上，當(dāng)有控制信號輸入時，兩相繞組便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。該磁場與轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子跟著旋轉(zhuǎn)磁場以一定的轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)動起來.放大器檢測元件控制信號+–+–控制繞組勵磁繞組+++–––11(b)相量圖交流伺服電動機的接線圖和相量圖(a）接線圖交流伺服電動機的接線圖和相量圖放大器檢測元件控制信號+–+–控制繞組勵磁繞組+++–––1勵磁繞組串聯(lián)電容C,是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場。適當(dāng)選擇電容的大小，可使通入兩個繞組的電流相位差接近90,從而產(chǎn)生所需的旋轉(zhuǎn)磁場?？刂齐妷号c電源電壓頻率相同，相位相同或反相。勵磁繞組固定接在電源上，當(dāng)控制電壓為零時，電機無起動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)。放大器檢測元件控制信號+–+–控制繞組勵磁繞組+++–––1

若有控制電壓加在控制繞組上，且勵磁電流和控制繞組電流不同相、相位相差90度、幅值相等i1=Ikmsinωti2=Ikmsin(ωt-90)Bk=BmsinωtBj=Bmsin(ωt-90)因此便產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場。在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)動起來。交流伺服電動機的特點：不僅要求它在靜止?fàn)顟B(tài)下，能服從控制信號的命令而轉(zhuǎn)動，而且要求在電動機運行時如果控制電壓變?yōu)榱?，電動機立即停轉(zhuǎn)。如果交流伺服電動機的參數(shù)選擇和一般單相異步電動機相似，電動機一經(jīng)轉(zhuǎn)動，即使控制等于零，電動機仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動，電動機失去控制，這種現(xiàn)象稱為“自轉(zhuǎn)”。什么是“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象？2.消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象的措施由三相異步電動機的特性可知，轉(zhuǎn)子電阻值對電動機的機械特性有較大的影響，如圖5—4所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子阻值增大到一定程度，例如圖中r23時，最大轉(zhuǎn)矩可出現(xiàn)在s=l附近。為此目的，把伺服電動機的轉(zhuǎn)子電阻r2設(shè)計得很大，使電動機在失去控制信號單相運行時，正轉(zhuǎn)矩或負轉(zhuǎn)矩的最大值均出現(xiàn)在Sm>1的地方，這樣可得出圖5—5所示的機械特性曲線。

圖5—5中曲線l為有控制電壓時伺服電機的機械特性曲線，曲線T+和T-為去掉控制電壓后，脈動磁場分解為正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場對應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩曲線。曲線T為去掉控制電壓后單相供電時的合成轉(zhuǎn)矩曲線。從圖中可看出，它與異步電動機的機械特性曲線不同，是在第二和第四象限內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)速n為正時，電磁轉(zhuǎn)矩T為負，當(dāng)n為負時，T為正，即去掉控制電壓后，單相供電時的電磁轉(zhuǎn)矩的方向總是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，所以，是一個制動轉(zhuǎn)矩。由于制動轉(zhuǎn)矩的存在，可使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動，從而避免“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。電機停止轉(zhuǎn)動所需要的時間，比兩相電壓