论文总字数：35511字

摘 要

一维电动平移台在力学实验中有着广泛的运用，它一般由步进电机驱动，在材料力学性能测试等方面发挥着重要的作用。

本次课题主要是研究步进电机对于一维电动平移台多参数的优化控制设计。通过电脑编程控制输出的脉冲信号从而能够控制步进电机的转速、转角等，使一维电动平移台的运行精确可控。

本次实验是在windows平台下，通过visual studio 2013提供的ActiveX控件 Microsoft Comm Control , 简单称为MSComm控件,实现计算机串口的控制通讯与数据传输，最终可以让PC机直接控制步进电机。通过VC 编程软件控制脉冲数，让步进电机能够自由的实现开关，正转反转，加速减速等一系列的操作，实现一维电动平移台的精确控制。

关键词：一维电动平移台，步进电机，编程。

Abstract

One-dimensional electric translation stage in the mechanical experiment has a wide range of applications, it is generally driven by the stepper motor, mechanical properties in materials testing and so play an important role.

This topic is mainly to study the stepper motor for one-dimensional electric translation table multi-parameter optimization control design. Through the computer programming to control the output of the pulse signal to control the stepper motor speed, corner, etc., so that one-dimensional electric translation table is precisely controlled.

This experiment is in the windows platform, through visual studio 2013 provides ActiveX control Microsoft Comm Control, simply called MSComm control, the realization of the computer serial control communication and data transmission, and ultimately can directly control the PC stepper motor. Through the VC programming software to control the number of pulses, so that the stepper motor can be free to achieve the switch, forward rotation, acceleration and deceleration and a series of operations to achieve one-dimensional electric translation platform to precise control.

KEY WORDS: One dimensional electric translation platform, stepping motor, programming

目 录

摘 要 0

Abstract 0

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2一维电动平移台与步进电机的概述与发展现状 1

1.2.1一维电动平移台的概述与发展现状 1

1.2.2步进电机的概述与发展现状 3

1.3本文的研究目的和主要研究内容 4

第二章 实验概述及原理 4

2.1实验设备 4

2.1.1步进电机 4

2.1.2 YK2405MA两相步进电机驱动器 7

2.1.3 JMD20-D3两路开关电源 10

2.1.4 JMDM-PLC20DIO步进电机控制器 11

2.2实验方案 12

2.2.1实验系统 12

2.2.2实验目的与思路 13

2.2.2实验可行性分析 13

第三章 实验过程 14

3.1 MFC可视化界面 14

3.1.1 MFC可视化界面 14

3.1.2 MFC可视化界面的建立与设计 14

3.2 程序环境的配置 15

3.2.1 第三方IO接口驱动库WinIO的配置 15

3.2.2 MSComm控件的配置 16

3.3 程序代码的编写 18

3.3.1 CLK脉冲生成程序 18

3.3.2 步进电机驱动程序误差的优化补偿 19

3.3.3 MFC可视化界面控件的代码插入 20

3.4仪器连接 21

3.5一维电动平移台控制系统的实现 22

第四章 总结与展望 22

4.1实验总结 22

4.2展望 23

致谢 24

参考文献(References) 25

第一章 绪论

1.1引言

随着科学研究的不断深入，实验仪器的不断更新换代，电动平移台作为一种能够精确给定位移的施加平台，被广泛运用在大数据测量实验、生物医学实验、光学测量实验和力学实验等实验中。尤其在力学实验中，一维电动平移台是实验测量必不可少的一种实验仪器，它的精度如何对实验测量的结果有着极大的影响。如今，其精度控制逐渐发展成了一门关键性的技术。

本次毕业设计是通过控制步进电机来实现对一维电动平移台的准确控制。在工业自动化设备和办公自动化设备的运行中，步进电机在其中发挥着关键性的作用。随着最近几年计算机技术、电子信息技术和数字控制技术的不断发展，极大地推动了步进电机的发展，使得步进电机运动控制系统的水平向前迈了一大步。从步进电机的最基本的运作原理上来说，步进电机是一种低速同步的电动机，在步进电机驱动器的控制下，让其步进化、数字化、精确化。步进电机的步距值是不会随着温度、电压的起伏的变化而变化，步进电机也不会长期积累误差，这些优异于其他装置的特点，使得实际对步进电机的运用更加方便准确。

步进电机发展到现在，有着很多控制步进电机的方法，比如通过单片机控制、通过PLC（可编程逻辑控制器）控制、通过FPGA(现场可编程门阵列)控制等等，在PC端也有一系列的步进电机上位控制程序，比如LabVIEW，这个是最新也是最简单的一种步进电机控制程序，图形化的编程语言使编程者能够更加直观的控制步进电机。还有Keil，这是一种兼容单片机的C语言软件开发系统，同样它的集成系统也使步进电机的控制更加简单。

这次毕业设计实验中所用到的一维电动平移台，在力学实验中常常用于材料力学性能和各项基础参数的测定，而步进电机又是保障其得以精确实验测量的必不可少的驱动装置之一。这次实验通过visual studio 2013的MFC建立可视化控制界面，并且通过MSComm串口控件，对两相混合式步进电机进行控制，从而对一维电动平移台进行精确的控制。

1.2一维电动平移台与步进电机的概述与发展现状

1.2.1一维电动平移台的概述与发展现状

电动平移台，简单的来讲就是用电来加以控制的可移动平台。电动平移台的运用领域十分广泛，无论是工业生产还是科学研究，电动平移台都是人们必不可少的一件基础装置，在电子，机械，航空航天，冶炼金属，化工，国防，医疗等等许多方面都有着电动平移台的身影。通常电动平移台是由丝杠、导轨、底面、台面、电机、联轴器等一系列部件组成。在这些部件之中，丝杠则是最为重要的一个部件。它的主要的作用就是将步进电机的旋转的运作形式转化为一维层面上的直线运动。目前，电动平移台主要采用的丝杠有两种，分别是研磨丝杠和滚珠丝杠，其中又以滚珠丝杠占绝大多数。滚珠丝杠的优势得天独厚，其工作原理也很简单，就是通过小钢珠来与螺母之间形成滚动摩擦，这样可以使转化的一维层面的直线运动更加平稳，传动效率也会很高，在传动过程中的动能转化率极高，几乎很少有能量损耗，并且这种结构也能够很容易实现电动平移台的高速运行，平移台的轴向间隙也可以很容易的解决，即是通过采用双螺母或者是改变小钢珠的大小来很轻松的解决问题。

电动平移台有着以下几种优点：

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