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依照频谱仪表的微型机扼制给力电机程序的预设
编辑:娱乐吧亚洲第一品牌 发布日期:2018-09-13

  随着计算(calculate )机技术(Technology)的飞速发展,能很容易地利用计算机通过I/O接口(interface)来直接产生各种方波信号,从而通过LabVIEW编程完成各种复杂的控制(control)算法,以此来实现步进马达的各种复杂运动。变频电动机由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不再需要过多地考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力,及确保电机的使用寿命。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。微型电动机是指直径小于160mm或额定功率小于750W的电机,微型电动机常用于控制系统或传动机械负载中,用于实现机电信号或能量的检测、解析运算、放大、实行或转换等功能。基于虚拟仪器(appliance)的计算机控制步进电机的系统(system)如所示,进给脉冲经驱动(Driver)器后,驱动步进电机,一个脉冲使步进电机转过一个固定的角度(angle),改变进给脉冲的个数或频率(frequency)就可以改变步进电机的运行(Windows)速度。
  基于虚拟仪器的计算机控制步进电机系统框图在SPM系统中,控制它的正传、反转及启动和停止,从而实现样品与微探针的自动逼近。步进电机正转带动样品台上升,即进针,反转带动样品台的。逼近系统框图如所示,计算机通过可重配置(deploy)I/O接口与步进电机驱动器相连,实现了计算机对步进电机的控制,从而实现样品-探针间距的调节(adjust)。
  逼近系统框系统App设计(Design)该程序(procedure)的控制对象为步进电机,根据SPM硬件控制系统的逻辑(Logic)控制单元的设计(Design),步进电机的
  A、
  B、
  C、D四相均分配有相应的端口地址,在App上对步进电机以ABCD或DCBA的顺序读取相应的端口,即可使步进电机正转或反转,从而使样品台/针尖上升或下降(descend)。在App控制方面,利用计算机中LabVIEW程序进行控制,通过PXI-7831R的D/A接口实现计算机与步进电机驱动器之间的通信,连接方式如下:计算机通过PXI-7831R的D/A接口与步进电机驱动器的脉冲输入端(CPI端)相连,另一个PXI-7831R的D/A接口与步进电机驱动器的正/反转端(CW/CCW端)相连,PXI-7831R卡的地线(别称:避雷线)(GND)与步进电机驱动器的公共端(COM)相连。
  逼近系统的工作(job)过程(process):样品放置在由XYZ扫描器驱动的样品台后,由计算机的App控制系统控制步进电机驱动器产生脉冲信号驱动步进电机转动,使样品逐渐接近探针。
  同时,计算机实时的采集探针-样品间的原子力信号(AFM)发现信号突变时,说明针尖与样品表面发生了力的作用(role)。当信号达到预置值时,计算机马上输出一个控制信号使步进电机停止,同时,由于Z向的负反馈(feedback)作用,使探针迅速回缩,从而避免了针尖与样品表面的接触。然后,计算机控制步进电机驱动器输出单步信号,实现步进电机单步上升或单步下降,以便根据需要调节原子力状态的深浅,以满足不同样品的观察需要。程序流程图和界面如示。
  结束语分析(Analyse)和研究(research)并采用了基于虚拟仪器的计算机控制步进电机的新方法(method)。利用计算机通过I/O接口来直接产生各种方波信号,采用LabVIEW编程完成控制算法,以此来实现步进电机运动,提高了逼近系统的自动化性能(xìng néng)和控制精度(精确度)。
 
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