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加热炉步进梁速度控制系统研究的开题报告
开题报告：
题目：加热炉步进梁速度控制系统研究
摘要：
本文主要是对加热炉步进梁速度控制系统的研究。首先介绍了加热炉的工作原理和应用，给出了加热炉运行中存在的问题，并提出了研究的目的和意义。接着分析了步进电机控制原理，设计了基于单片机的步进电机驱动电路。在研究的过程中，建立了加热炉步进梁运动控制系统的模型及仿真，最后根据所得实验数据进行了系统的性能测试和分析。本研究成果可以为加热炉运行提供较为稳定的步进梁运动速度，提高工作效率和产品质量。
关键词：加热炉，步进梁速度控制，单片机，仿真
1.绪论
加热炉是一种广泛应用于工业生产中的加温设备，其不仅可以进行金属材料热加工，也可以进行非金属材料的加温处理，由此产生了重要的经济和社会效益。在加热炉的操作中，步进梁扮演着重要的角色，因为加热炉中许多工艺都是需要通过步进梁的运动来完成，例如在连铸生产中，步进梁的升降高度和前后移动速度有着直接的影响。
然而，加热炉步进梁运动控制的方式目前还较为落后，常见的控制方式多为人工控制，由此带来的工作效率和质量上的损失是十分显著的。因此，建立一套稳定的、可靠的步进梁速度控制系统对于加热炉的发展至关重要。
2.步进电机控制原理设计
步进电机采用了非常便捷的控制方式，通过控制电机相序的变换来实现电机的旋转。电机的旋转速度可以通过控制不同的相序来调整，对应的步进电机的控制方式也在不断地发展，主要有单一运动步进电机、双轴步进电机、四轴步进电机等控制方式。
在本研究中，采用了基于单片机的步进电机控制方式。单片机中需设计相应的电路将单片机输出的脉冲零点电平转换成正反脉冲，控制步进电机转速。具体设计流程如下：
（1）配置单片机的IO口，使其能够输出脉冲信号。
（2）根据步进电机的工作原理，设计出正反脉冲输出电路。
（3）设计程序控制单片机输出脉冲信号，对步进电机进行控制。
3.加热炉步进梁运动控制系统的模型及仿真
在进行加热炉步进梁速度控制的研究之前，需要先建立运动控制系统的模型及仿真，以验证控制方案是否可行。
加热炉步进梁运动控制系统的模型主要包括步进电机、比例积分器、速度测量传感器以及反馈电路等组成部分。建立模型后，使用MATLAB/Simulink进行仿真，对系统进行稳态响应和动态特性分析，得到系统的性能参数。
4.系统性能测试和分析
在完成步进梁运动控制系统的建模和仿真后，需要进行实验，验证系统的正常运行。在实验中，设置目标速度值，并同步测量实际速度进行对比，通过分析测试数据，评估系统性能，确定系统达到的精度及稳定度。
5.结论
基于单片机的加热炉步进梁速度控制系统在步进电机控制原理的基础上进行实现，通过建立模型和完成仿真，验证了系统的可行性。通过性能测试和分析，发现本系统具有较高的精度和稳定性，可以满足加热炉步进梁控制的实际需求。
参考文献：
[1]钱嘉彦,林慧薇.电机与驱动器[M].机械工业出版社,2013.
[2]DieterGerling.Researchonmotioncontrolsystemswithdecentralizedintelligenceforindustrialapplication[D].Germany:KarlsruheInstituteofTechnology,2014.