智能型太阳能跟踪系统设计.docx
《智能型太阳能跟踪系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能型太阳能跟踪系统设计.docx（41页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
智能型太阳能跟踪系统设计
1绪论
1.1课题研究的背景
能源是人类生存与经济发展的物质基础，然而随着世界经济持续、高速地发展,能源短缺、环境污染、生态恶化等问题逐渐加深，能源供需矛盾日益突出。
当前世界能源消费以化石资源为主。
根据专家预测，按目前的消耗量，石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一二百年。
同时我们也知道，化石能源的大量开发和利用是造成人类生存环境恶化的主要原因之一，如燃烧化石能源所排放出的二氧化碳和含氧硫化物直接导致了地球温室效应和酸雨的产生。
因此，人类必须未雨绸缪，及早寻求替代能源。
所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机都将日趋严重[1]。
针对日趋严重的能源问题，人们对核能、风能、地热能、水力能等可再生能源的利用日益重视。
其中，太阳能作为一种洁净的能源，既是一次能源，又是可再生能源，有着化石能源无法比拟的优越性。
1）储量丰富:
经测算表明，太阳每秒能够释放出391x1021kw的能量，而辐射到地球表面的能量虽然只有它二十二亿分之一，但也相当于全世界目前发电量的8万倍。
2）普遍性:
太阳能不像其它的能源那样具有分布的偏集性，它处处都可就地利用，有利于缓解能源供需矛盾，缓解运输压力，对解决偏僻边远地区及交通不便的农村，海岛的能源供应，更有其巨大的优越性。
3）无污染性:
人类比以往更强烈地认识到，实现可持续发展、环境保护是发展进程的一个整体组成部分，环境与发展不能相互脱离。
在众多环境问题中矿物燃料形成的污染十分严重，而利用太阳能作能源，没有废渣、废气、废水排出、无噪声、不产生有害物质，这在环境污染日趋严重的今天显得尤为可贵[2]。
4）经济性:
随着太阳能利用技术的发展，太阳能利用的成本已经大大下降。
世界银行1994年的一项研究认为，许多国家发展太阳能发电站是具有经济性的，并为此给与资助。
太阳能电站的运营成本主要由以下几部分组成:
建造费、燃料费、运行管理维修及环保投资等。
而利用太阳能发电，既不会污染环境，又取之不尽，无处不在。
因此从长期来看，其发电成本更小的多，专家们的预测和研究一致认为:
21世纪人类最清洁，最廉价的能源就是太阳能[2,3]。
因此太阳能资源是可替代能源中最引人注目、开发研究最多、应用最广的清洁能源。
开发太阳能的利用有着重大的意义。
就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式[4]。
1.2太阳跟踪国内外发展现状及发展趋势
国外对太阳跟踪的研究历来比较重视。
比如美国Blackace，在1997年研制了单轴跟踪器，这种跟踪装置根据赤道坐标系下太阳运行的原理完成东西方向的自动跟踪，但南北方向通过手动调节，接收器的热接收率提高了15%。
1998年美国加州成功的研究了ATM两轴跟踪器，使热接收率进一步提高。
Joel.H.Goodman研制了活动太阳能方位跟踪装置，该装置通过大直径回转台使太阳能接收器可从东到西跟踪太阳。
2002年2月美国亚利桑那大学推出了新型太阳能跟踪装置，该装置利用控制电机完成跟踪，采用铝型材框架结构，结构紧凑，重量轻。
1994年在德国北部，太阳能厨房投入使用，该厨房也采用单轴太阳能跟踪装置。
捷克科学院物理研究所则以形状记忆合金调节器为基础，通过日照温度的变化实现了单轴被动式太阳跟踪功能。
近几年来国内不少专家学者也相继开展了这方面的研究。
1992年推出了太阳灶自动跟踪系统,1994年《太阳能》杂志介绍了单轴液压自动跟踪器，完成了单向跟踪，国家气象局计量站在1990年研制了FST型全自动太阳跟踪器，成功的应用于太阳辐射观测。
就现阶段国内外对太阳跟踪的研究情况来看，由于受太阳能应用系统成本的影响，普遍采用半自动单轴跟踪方式。
随着科学技术的不断发展，光伏转换效率的提高，太阳跟踪装置的研究会朝着全自动太阳跟踪的方向发展。
全自动跟踪太阳装置是根据地平坐标、双轴跟踪原理，采用光、机、电一体化技术，通过对太阳光强弱的检测，实现对太阳的全自动跟踪，能做到同步无偏差地跟踪太阳，大大提高了太阳能的接收效率。
1.3课题的目的和意义
1.3.1研究课题的目的
本课题研究一种基于单片机的光电传感太阳能自动跟踪系统，该装置能自动跟踪太阳光线运动，保证太阳能设备的能量转换部分所在的平面始终与太阳光线垂直，提高设备的能量利用率。
1.3.2本课题的意义
长期以来，世界能源主要依靠石油和煤炭等矿物燃料，而这些矿物作为一次性不可再生资源，储量有限，而且燃烧时产生大量的二氧化碳，造成地球气温升高，生态环境恶化。
据国际能源机构预测，人类正面临矿物燃料枯竭的严重威胁。
这种全球性的能源危机，迫使各国政府投入大量的人力和财力，研究和开发新能源，如太阳能等。
能源危机，环境保护成为当今世界关注的热点问题。
据联合国环境规划署资料，目前矿物燃料提供了世界商业能源的95%，且其使用在世界范围内以每10年20%的速度增长。
这些燃料的燃烧构成改变气候的温室气体的最大排放源，按照可持续发展的目标模式，决不能单靠消耗矿物原料来维持日益增长的能源需求。
因此越来越多的国家都在致力于对可再生能源的深度开发和广泛利用。
其中具有独特优势的太阳能开发前景广阔。
经研究表明，到2030年，世界电力生产的一半将依靠太阳能。
基于当今世界能源问题和环境保护问题已成为全球的一个“人类面临的最大威胁”的严重问题，本课题的目的是为了更充分的利用太阳能、提高太阳能的利用率，而进行太阳追踪系统的开发研究，这对我们面临的能源问题有重大的意义,同时太阳能又是一种无污染的清洁能源，加强太阳能的开发，对节约能源、保护环境也有重大的意义。
太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。
尽管相继研究出一系列的太阳能装置如太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能电池等等，但太阳能的利用还远远不够，究其原因，主要是利用率不高。
就目前的太阳能装置而言，如何最大限度的提高太阳能的利用率，仍为国内外学者的研究热点。
解决这一问题应从两个方面入手，一是提高太阳能装置的能量转换率，二是提高太阳能的接收效率，前者属于能量转换领域，还有待研究，而后者利用现有的技术则可解决。
太阳跟踪系统为解决这一问题提供了可能。
不管哪种太阳能利用设备，如果它的集热装置能始终保持与太阳光垂直，并且收集更多方向上的太阳光，那么,它就可以在有限的使用面积内收集更多的太阳能。
但是太阳每时每刻都是在运动着，集热装置若想收集更多的太阳光，那就必须要跟踪太阳。
香港大学建筑系的教授研究了太阳光照角度与太阳能接收率的关系，理论分析表明:
太阳的跟踪与非跟踪，能量的接收率相差37.7%,精确的跟踪太阳可使接收器的接收效率大大提高，进而提高了太阳能装置的太阳能利用率，拓宽了太阳能的利用领域。
1.4本课题的主要研究内容
本文的主要研究内容如下：
1）根据太阳跟踪原理和方法，设计简单、紧凑的机械执行机构，并提出合理的控制策略。
2）根据所需完成的任务，分析系统的硬件要求。
3）根据所提出的控制策略设计控制系统，并选择合适的控制执行部件即步进电机，完成光电检测电路的设计。
4）结合做软件部分完成调试，实现精确跟踪。
2系统总体方案设计
2.1太阳运行轨迹算法
2.1.1赤道坐标系
太阳的运行轨迹，即太阳相对地球的位置可由两种坐标系统来描述:
赤道坐标系和地平坐标系。
在双轴跟踪中极轴式全跟踪采用赤道坐标系，高度角——方位角式全跟踪采用地平坐标系[5,6]。
图2.1赤道坐标系
赤道坐标系是人在地球意外的宇宙空间里，看太阳相对于地球的位置，这时太阳相对于地球的位置是相对于赤道平面而言，用赤纬角
和时角。
这两个坐标表示，如图2.1。
1）赤纬角
太阳中心S与地球中心O的连线，即太阳光线在地球表面直射点A与地球中心O的连线AO在赤道平面上的投影之间的夹角称为太阳赤纬角（或称太阳赤纬）。
它描述l了地球以一定的倾斜度绕太阳公转而引起二者相对位置的变化。
一年中，太阳光线在地球表面上的垂直照射点的位置在南回归线、赤道和北回归线之间往复运动，使该直射点与地心连线在赤道面上的夹角也随之重复变化。
赤纬在一年中的变化用下式计算:
（2-1）
或
（2-2）
式中
--一年第n天或离春分第d天的赤纬；春分和秋分
；冬至日
；夏至日
；d--由春分日算起的第d天。
2）时角
时角描述因地球自转而引起的日——地相对位置的变化，如无自转，则不存在时角。
图中地面上任意一点P与地心连线0P在赤道平面上投影0B与当地12点钟的日——地中心连线在赤道平面上投影0Q之间的夹角为时角。
地球自转一周为360º对应的时间为24小时，故每小时对应的时角为15º，从正午算起，上午为负，下午为正，数值等于离正午的时间乘以15º。
日出、日落时的时角最大，正午时为零。
2.1.2地平坐标系
地平坐标系（水平坐标系）地平坐标系是以真地平为基本圈、以南点为原点的天球坐标系。
在地平坐标系中，天顶Z是基本圈的极，所有经过天顶Z的大圆圈都垂直于真地平，通过Z点和球面上的太阳（点S0）的半圆亦垂直于真地平,这两者的交点为M，如图2.2所示：
图2.2地平坐标系
在地平坐标系中，太阳S0的位置是由下面两个坐标确定的：
第一个坐标为天顶角，即圆弧ZS对应的角∠ZOS，以QZ表示。
天顶角也可用地平高度，即太阳高度角来表示，即圆弧S0M对应的中心角，记为as，由图2.2可以看出:
（2-3）
第二个坐标是方位角，即圆弧SM，以
表示，并取南点S为起点，向西（顺时针方向）计算为正，向东（逆时针方向）为负。
在地平坐标系下，太阳高度角的计算公式为:
（2-4）
太阳正午时ω=0，则（2-4）式化简为：
（2-5）
因为
所以
（2-6）
（2-6）式中，当φ>δ时，取负号；当φ<δ，取正号，即在北半球，当正午太阳在天顶以南时取负号，当正午太阳在天顶以北时取正号。
很显然φ=δ时，有
（2-7）
太阳方位角的计算公式为：
（2-8）
式中，
可由（2-4）式求得。
利用上述公式，根据地球纬度、太阳赤纬角及太阳时角，即可求出任何地区、任何季节某一时刻的太阳高度角和方位角。
2.2常见太阳追踪方法
目前，太阳自动跟踪装置跟踪太阳的方法主要有两种方式：
光电跟踪和视日运动轨迹跟踪。
2.2.1光电跟踪
目前，国内常用的光电跟踪有重力式、电磁式和电动式，这些光电跟踪装置都使用光敏传感器如硅光电管。
在这些装置中，光电管的安装靠近采光板，调整采光板的位置使采光板对准太阳、硅光电池处于阴影区；当太阳西移时采光板的阴影偏移，光电管受到阳光直射输出一定值的微电流，作为偏差信号，经放大电路放大，由伺服机构调整角度使跟踪装置对准太阳完成跟踪。
光电跟踪灵敏度高，结构设计较为方便；但受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，太阳光线往往不能照到硅光电管上，导致跟踪装置无法对准太阳，甚至会引起执行机构的误动作[7,8]。
2.2.2视日运动轨迹跟踪
视日运动轨迹跟踪，即计算机先根据太阳运行规律计算出一天内某时刻太阳的位置角度，然后运行控制程序使跟踪装置对准太阳完成跟踪。
视日运动轨迹跟踪系统可分为单轴跟踪和双轴跟踪两种。
2.2.2.1单轴跟踪
单轴跟踪一般采用:
a倾斜布置东西跟踪；b焦线南北水平布置东西跟踪；c焦线东西水平布置南北跟踪。
这三种方式都是单轴转动的南北向或东西向跟踪。
工作原理基本相似。
图2.3是第3种跟踪方式的原理。
跟踪系统的转轴（或焦线）东西向布置，根据事先计算的太阳赤纬角的变化，柱形抛物面反射镜绕转轴作俯仰转动跟踪太阳。
采用这种跟踪方式，一天之中只有正午时刻太阳光与柱形抛物面的母线相垂直，此时热流最大；而在早上或下午太阳光线都是斜射。
单轴跟踪的优点是结构简单，但是由于入射光线不能始终与主光轴平行，收集太阳能的效果并不理想。
图2.3单轴焦线东西水平布置（南北跟踪）
2.2.2.2双轴跟踪
如果能够在太阳高度和赤纬角的变化上都能够跟踪太阳就可以获得最多的太阳能，全跟踪即双轴跟踪就是根据这样的要求而设计的。
双轴跟踪又可以分为两种方式:
极轴式全跟踪和高度角——方位角式全跟踪。
图2.4极轴式跟踪
1）极轴式全跟踪
极轴式全跟踪原理如图2.4所示:
聚光镜的一轴指向天球北极，即与地球自转轴相平行，故称为极轴；另一轴与极轴垂直，称为赤纬轴。
工作时反射镜面绕极轴运转，其转速的设定与地球自转角速度大小相同方向相反用以跟踪太阳的视日运动；反射镜围绕赤纬轴作俯仰转动是为了适应赤纬角的变化，通常根据季节的变化定期调整。
这种跟踪方式并不复杂。
但在结构上反射镜的重心不通过极轴轴线，极轴支承装置的设计比较困难。
2）高度角——方位角式全跟踪
高度角——方位角式太阳跟踪方法又称为地平坐标系双轴跟踪，其原理如图2.5所示。
光伏电池的方位轴垂直于地平面，另一根轴与方位轴垂直，称为俯仰轴。
工作时光伏电池根据太阳的视日运动绕方位轴转动改变方位角，绕俯仰轴作俯仰运动改变光伏电池的倾斜角，从而使反射镜而的主光轴始终与太阳光线平行。
这种跟踪系统的特点是跟踪精度高，而且光伏电池装置的重量保持在垂直轴所在的平面内，支承结构的设计比较容易。
图2.5高度角——方位角式自动跟踪
和光电跟踪相比视日运动轨迹的跟踪方法不受外界天气、杂光的干扰，具有较高的可靠性。
但是在计算太阳角度的过程中会产生误差，从而影响跟踪精度。
并且跟踪装置的机械执行机构的精密程度也会影响到装置的跟踪精度。
2.3本设计系统方案
从本章前两节我们可以看出赤道坐标系相对地平坐标系更为直接、简单，可以更为精确的描述太阳的轨迹。
但赤道坐标系是以赤道平面、地球的极轴为基准，在实际应用中跟踪装置机械结构的设计和安装都很困难，因此在满足跟踪精度的前提下我们采用地平坐标系，这种是高度角——方位角式太阳跟踪方法又称为地平坐标系双轴跟踪。
根据这种追踪方式的设计思想，确定系统机械结构的设计方案，使光伏电池板在水平方向和俯仰角度上能够变化，以实现系统设计目的。
同时，本系统采用光电追踪方式，实现系统控制量的采集。
在这里使用光敏电阻光强比较法。
利用光敏电阻在光照时阻值发生变化的原理，将两个完全相同的光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向边沿处。
如果太阳光垂直照射太阳能电池板时，两个光敏电阻接收到的光强度相同，所以它们的阻值相同，此时步进电机不转动。
当太阳光方向与电池板垂直方向有夹角时，接收光强多的光敏电阻阻值减少，驱动电动机转动，直至两个光敏电阻上的光照强度相同。
3系统硬件设计
3.1系统总体设计框图
图3.1系统总体框图
如图3.1所示，该系统主要由七个主要部分组成：
STC单片机、检测电路、信号放大电路、步进电机驱动电路、显示电路、外接键盘和报警电路。
3.2单片机及其外围电路
随着应用场合的不断扩大，单片机的种类也越来越多，目前应用比较广泛的单片机有以下几种：
51系列、PIC系列、AVR系列和摩托罗拉系列单片机。
51系列单片机是目前应用最广泛的8位单片机，其产品硬件结构合理，指令系统规范，发展历史悠久，资料丰富，技术支持全面。
世界有许多著名的芯片公司都购买了51芯片的核心专利技术，并在其基础上进行了性能扩充，使得芯片得到进一步的完善，形成了一个庞大的体系。
现在应用较多的是51系列的兼容芯片。
如Philips的51LPC系列、Atmel公司AT89系列、台湾宏晶STC89C系列、华邦公司（Winbond）W77系列和W78系列等等。
这些产品都是针对Intel公司8051单片机某些方面做了一定的改进，例如提高I/O口的带负载能力、加快运行速度、降低功耗以及增加内部集成资源等。
选择单片机的型号一方面要考虑系统的性能及价格，另一方面要考虑现有的开发工具所支持的芯片。
本系统要求单片机的接口要尽量多，避免I/O扩展，除此之外没有其它特殊要求，所以选择使用深圳宏晶科技公司的STC12C5A60S2型单片机。
3.2.1STC12C5A60S2单片机简介
STC12C5A60S2单片机是以8051为内核的一种新一代单片机。
其单时钟/机器周期为1T，速度是8051单片机的8-12倍。
支持宽工作频率范围和宽工作电源范围，内部集成有60KB的ROM以及1280B的RAM。
指令代码完全兼容传统8051单片机。
主要功能特性如下：
1）工作电压：
5.5V～3.5V
2）工作频率范围：
0～35MHz，相当于普通8051的0～420MHz
3）用户应用程序空间60K字节
4）片上集成1280字节RAM
5）通用I/O口（44个），复位后为：
准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）可设置成四种模式：
准双向口/弱上拉，强推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过120mA
6）ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器可通过串口直接下载用户程序，数秒即可完成一片
7）有EEPROM功能
8）看门狗
9）共4个16位定时器：
两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时器T0和T1，没有定时器2，但有独立波特率发生器做串行通讯的波特率发生器,再加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器[9]
图3.2STC12C5A60S2引脚图
3.2.2特殊引脚说明
这里只简单介绍用到的引脚，说明如下表：
表3.1STC12C5A60S2单片机引脚说明
管脚
管脚编号
说明
P4.4/NA
29
标准I/O口PORT4[4]
P4.5/ALE
30
P4.5
标准I/OPORT4[5]
ALE
地址锁存允许
P4.7/RST
9
标准I/O口PORT4[4]
P4.6/EX_LVD/RST2
31
EX_LVD
外部低压检测中断/比较器
RST2
第二复位功能脚
P4.6
准I/O口PORT4[6]
3.2.3单片机晶振及复位电路
如图3.3所示，本系统使用11.0592MHz晶振。
11.0952MHZ的晶振在计算时钟、串口通信波特率等运算中能够得到一个整数（一个机器周期为1
），计算的结构更加的精确和方便。
两个22pF的电容可稳定频率并对震荡频率有微调作用。
图3.3晶振电路
复位操作可以使单片机初始化，也可以是死机状态下的单片机重新启动，因此非常重要。
本系统采用按键式复位电路，如图3.4所示。
它具有常用上电复位电路的特点，即：
当加电时，电容充电，电路有电流流过，构成回路，在电阻R31上产生压降，RST引脚为高电平；当电容C充满电后，电路相当于断开，RST的电位与地相同，复位结束。
此外，按键式复位电路还可以通过按键实现复位，按下键后，通过R30和R31形成回路，使RST端产生高电平。
图3.4按键式复位电路
3.3光电检测及放大电路
光敏元件接收太阳光,将光信号转换成电信号,接着此模拟电信号经过放大器的放大进入单片机,经过A/D转换，单片机根据采集来的信号进行分析比较,得出结果最终控制步进电动机的转动与转向来达到太阳能电池面板始终垂直于入射光线,从而达到最高效率的利用太阳能。
本设计的光敏器件选为光敏电阻。
利用光敏电阻在光照时电压发生变化的原理,将两个完全相同的光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向边沿处。
如果太阳光垂直照射太阳能电池板时,两个光敏电阻接收到的光强度相同,所以它们的阻值相同,此时步进电机不转动。
当太阳光方向与电池板垂直方向有夹角时,接收光强多的光敏电阻电压减少,驱动电动机转动,直至两个光敏电阻上的光照强度相同（俯仰角方向类似）[10,11]。
3.3.1挡光板设计
根据系统需要，设计合理的光敏电阻放置位置以及其挡光板，以实现阳光直射太阳能电池板。
我们用了4个光敏电阻，光敏电阻如图3.5中排列。
图3.5光敏电阻排列图
我们将光敏电阻的挡光板设计成圆筒形，这样做的好处是使光敏电阻不受周围光线的影响，使检测的电信号更加准确。
根据计算，地球每十分钟转动仅2.5º，这个角度非常小，光敏电阻的阻值变化很小，不利于控制。
所以，要对圆筒的直径D和高度H进行细致计算。
此外，圆筒与太阳能电池板保持一定夹角
，如图3.6所示。
图3.6圆筒挡光板
经测量光敏电阻直径5mm，故我们使D=5mm。
这里我们为了使高度H长些，我们取
=60º，则有：
故：
在实际安装调试中可以适当调节
的大小，以满足系统需要。
3.3.2放大电路设计
LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，AL～AL4。
除电源共用外，四组运放之间相互独立。
每一组运算放大器可用图3.7所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“VO”为输出端。
两个信号输入端中，Vi-为反相输入端，表示运放输出端VO的信号与该输入端的位相反；Vi+为同相输入端，表示运放输出端VO的信号与该输入端的相位相同。
LM324的引脚排列见图3.8。
图3.7运算放大器符号图3.8LM324引脚图
这里以一组放大电路为例介绍本系统放大电路。
如图3.9所示，为放大电路的电路原理图。
此放大电路为差分放大电路。
从电路结构上来看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。
图3.9放大电路原理图
图中J1连接光敏电阻。
经实际测试，光敏电阻在阳光下的电阻值为3K左右，所以将电位器的值调为3K。
这里将放大器的反相输入端作为参考电压:
V（3-1）
放大器输出端输出电压:
（3-2）
为了简化计算，这里使阻值满足
的关系，输出电压就可简化为：
（3-3）
这里我们是放大电路的放大倍数约为5倍，所以使用电阻值分别为：
R3=R4=10KΩ,R6=R7=51KΩ（3-4）
3.4步进电机以及驱动电路
实现对太阳的自动跟踪，使太阳能板自动准确的跟随太阳运动，就必须使太阳能板装置具有跟踪功能。
在实际的运行过程中，太阳的运动是一个沿着水平方向和俯仰方向两个方向的运动，因此，需要两个步进电机分别进行控制。
这两个步进电动机的作用是驱动跟踪装置可以沿方位方向和俯仰方向转动，从而带动驱动装置沿这两个方向运动。
这样，跟踪装置就可以在步进电动机的带动下在整个太阳运动过程中光线始终垂直于太阳能板，保证了太阳能的有效利用。
在介绍步进电机电路设计之前，先讨论一下步进电机的特性。
3.4.1步进电机概述
步进电动机是一种将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的控制电机。
在数字控制系统中，步进电动机作为执行元件，每输入一个脉冲，电动机就转动一个角度或前进一步。
因此，步进电动机又称为脉冲电动机。
步进电动机在任何一个方向的任意机械位置都可以启动和停止，并且，它的转子按照每一个输入步进指令以准确的角度运动和停止。
这种精确的角度运动可随每一个输入步进指令重复，从而使其转子可在任一方向上精确定位。
步进电动机具有结构简单、维护方便、精确度高、调速范围大、起动、制动反应灵敏等特点。
而且如果停机后某些相仍保持通电状态，则步进电动机还具有自锁能力。
步进电动机的转速决定于电脉冲频率，并与频率同步，由于具有这些优点，步进电动机广泛应用于数字控制系统中。
从广义上讲，步进电动机的类型分为机械式、电磁式和组合式三大类型，电磁式步进电机最为常见。
电磁式步进电机一般又分为反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）和混合式步进电机（HB）三种。
本文选用步进电机主要由于它有以下优点：
1）电机旋转的角度正
升级会员 