基于LabVIEW的步進電機控制方法設計詳解

大家好，我是一名研二的在校學生，自學labview快一個學期了，這次實驗室項目需要控制步進電機，于是我就用labview來實現這個實驗。這個步進電機控制程序是我目前得學習成果，程序有些簡單，今天就分享給大家，希望對有需要的同學有所幫助。

一、步進電機工作原理

步進電機按其力矩產生原理可以分為反應式、永磁式和混合式幾種。本文采用的是反應式二相四線步進電機，定子有兩個線圈繞組，設其中一個線圈繞組為A相，另一個線圈繞組為B相。當給A相繞組通電時，該繞組即產生磁場，轉子齒與A相繞組各齒對齊；當給B相繞組通電時，轉子齒與B相繞組各齒對齊。

這樣，轉子就旋轉了一個角度。依次給A相，B相繞組通電，就可以實現步進電機的旋轉，改變通電的順序(即先給B相繞組通電，再給A相繞組通電)就可以改變電機旋轉的方向。另外，由于步進電機是由脈沖信號進行控制的，給電機發一個控制脈沖，它就轉一步，再發一個脈沖，它會再轉一步。兩個脈沖的時間間隔越短，步進電機就轉得越快。調整單片機發出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調速[1]。

二、步進電機控制硬件

本次實驗采用VSMD113-045T微型一體化步進電機控制驅動器對步進電機進行運動控制。輸入電壓為12-30VDC，最大輸入電流為4.5A，支持最高256微步細分，通訊方式為RS485。

三、步進電機控制程序設計

1.VSMD113-045T驅動器動態鏈接庫的調用

采用labview調用VSMD113-045T驅動器動態鏈接庫的方式來編寫控制程序。若要在labview中調用DLL，首先需要確定庫的種類是C/C++ DLL還是Microsoft.NET程序集。.NET DLL也被稱作.NET程序集，在.NET程序編寫中被廣泛地使用。.NET DLL使用公共語言運行庫（Common Language Runtime，CLR）和.NET框架（.NET Framework）對DLL中的功能函數進行組織和管理。

（1）使用C/C++ DLL

1)找到頭文件（* .h）或功能函數原型定義。

2)確定需要調用的功能函數。注意函數所使用的參數是否僅包含原始數據類型（如整型，字符型，雙精度浮點型等）還是包含有其他復雜數據類型（如結構，數組或向量）。

3)如果功能函數的參數中不包含任何復雜數據類型且您有相應的頭文件（* .h），那么可以使用導入共享庫向導創建包含該頭文件中功能函數的LabVIEW庫。你可以在"工具→導入→共享庫"中找到該工具。

4)如果沒有頭文件，那么需要使用調用庫函數節點（Call Library Function Node）以及正確的.DLL文檔以調用DLL中的功能函數。

5)雙擊調用庫函數節點打開節點的配置窗口。在配置窗口的功能選項卡上，輸入DLL的路徑并選擇需要調用的功能。

6)如果要調用的函數包含復雜數據類型的參數，那么需要在調用庫函數節點的配置對話框中手動定義函數原型（如果當前DLL已使用類型庫編譯，參數數據和返回類型將被自動定義）。選擇配置窗口中的參數選項卡，需要在該選項卡中添加相應的參數并修改返回值類型，直到窗口底部的函數原型與DLL中的函數定義相匹配。

（2）使用.NET程序集

1)若要在LabVIEW中使用.NET程序集，只需使用.NET功能選板即可找到所有可用的功能函數。（在程序框面板，函數→互聯接口→.NET）

2)首先，需要使用構造器節點將.NET程序集中的類實例化。雙擊構造器節點以顯示選擇.NET構造器對話框。

3)只需將類的引用從構造器節點連接到屬性節點或調用節點，便可以通過屬性節點或調用節點簡便地訪問該類的屬性和方法。

2.Labview程序設計

本文動態鏈接庫為.NET程序集，因此采用.NET的構造器節點對運動控制驅動器的動態鏈接庫進行調用。

（1）參數設置程序

首先在庫中選擇類creatvsmdinfo設置設備ID，即cid=1，然后選擇類openseriaport設置串口和波特率，之后再次選擇類creatvsmdinfo，調用里面的各類屬性函數設置使能端、加速電流、勻速電流、加速度、減速度、速度和移動距離。參數設置程序流程圖和程序框圖如圖1所示。動態鏈接庫函數含義如表1所示。

（a）參數設置程序流程圖

(b)參數設置程序框圖

圖1參數設置程序示意圖

（2）運動控制程序

運動控制程序采用while循環結構。流程圖和程序框圖如圖2所示，前面板框圖如圖3所示。

（a）while循環流程圖

（b）程序框圖

圖2運動控制程序示意圖

圖3前面板框圖

圖4 完整程序框圖

責任編輯：xj

原文標題：基于LabVIEW的步進電機控制方法設計

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