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1. 研究目的与意义

步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。但在实际中，如水电站、火电站等现场工作环境的限制，且对其内部工作电机的控制要求及其苛刻，为了获得满意的控制效果，提高生产安全系数，需要对步进电机远程实时控制，从而减小危险系数，提高生产效率。步进电机转速远程实时控制系统控制电机具有功能灵活多样、惯性小、速度快、脉冲输出准确，实时性强，抗电磁持性和抗干扰能力强等优点，而且也是今后的发展方向。

2. 国内外研究现状分析

国内目前对步进电机远程实时控制主要是经过串行通信控件RS-485总线传送至单片机控制系统，从而对步进电机的转速和方向检测，并根据上位机发出的信号实行相应的指令以实现对步进电机的转速和方向的控制；同时，反馈信息，在PC机上得以显示，从而达到对步进电机的实时控制。许多高校、业内人员也对步进电机驱动系统的控制系统进行了研究，取得了很大的进展，单片机的应用使电机控制技术发生了根本的变化。步进电机控制系统已国产化,我国许多科研生产单位都已投入到开发生产的行列。多用于卫星、雷达等，如航天星星指向跟踪控制系统中的运动控制部分，基于稀土永磁步进电机的双自由度(俯仰、方位)位置伺服系统，使用计算机控制2台步进电机，每台步进电机代表天线运动的一个自由度，使天线指向任意给定位置，指向位置由旋转变压器测量。

国外在大功率的工业设备驱动上，目前基本不使用大扭矩步进电动机，因为从驱动电路的成本，效率，噪音，加速度，绝对速度，系统惯量与最大扭矩比来比较，比较不划算，还是用直流电动机，加电动机编码器整体技术和经济指标高一些少数高级的应用，就用空心转杯电机，交流电机。在小功率的场合，还使用步进电机，例如一些工业器材，工业生产装备，打印机，复印件，速印机，银行自动柜员机。国外用许多现代的手段将步进电机排挤出驱动应用，除了前面提到的旋转编码器，打印机还使用光电编码带或感应编码带配合直流电动机，实现闭环直线位移控制。

3. 研究的基本内容与计划

一、研究内容

本题目设计的系统以上位机（pc机）和下位机（单片机控制系统）组成。通过visualbasic的串行通信控件mscomm和rs232总线完成两者之间的通信。上位机发出控制指令，通过串行口通信，由下位机完成两台步进电机的速度与方向控制，并在上位机上实现步进电机速度的实时显示。上位机要发出正转、反转、加速、减速及检测速度等指令。

二、研究计划

4. 研究创新点

随着PC个人计算机技术的发展，PC机CPU主频的不断提高及其成本的逐渐降低，采用本文所述的方法，无论从硬件制作和软件开发方面都是很简便的，并且便于实现系统的开放性，是开发经济型数控系统、满足一般数控要求的理想选择。单片机控制电机具有功能灵活多样、惯性小、速度快、脉冲输出准确，实时性强，抗电磁持性和抗干扰能力强等优点。