【正文】 XX 大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作） 題 目： 基于直流電機(jī)的精確定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 院（系）： 電子信息工程學(xué)院 專業(yè)： 電子信息工程 入學(xué)時(shí)間： 二 00 八 年 九 月 導(dǎo)師姓 名： 職稱 /學(xué)位： 導(dǎo)師所在單位： 完成時(shí)間： 二 0 一二 年 五 月 基于直流電機(jī)的精確定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 為達(dá)到某醫(yī)療控制系統(tǒng)安全、快速、精確定位的技術(shù) 要求 ，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性，專門采用內(nèi)部資源豐富的 MSP430F149為主控芯片，配合使用高性能帶有光電編碼器的直流電機(jī)。從數(shù)字式直流電機(jī)定位系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型出發(fā)，選取電流，和電機(jī)轉(zhuǎn)速作為反饋信號(hào)，采用 PWM調(diào)制作為系統(tǒng)的輸出信號(hào)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，形成一個(gè)雙閉環(huán)反饋直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)。并以工程控制中廣泛應(yīng)用的 PI算法作為系統(tǒng)的核心控制方案，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高速，精確定位。 關(guān)鍵字： MSP430F149；直流電機(jī)；光電編碼器； PWM ； PI 控制 Design of precise Positing system Based on DC motor Abstract In order to keep an medical control system operating safely,fastly, position accurately, and ensure the stability and reliability , we specifically use the internal resources MSP430F149 as the main chip, in conjunction with highperformance DC motor with optical encoder. Base on the mathematical model of the digital dc motor positioning system, we choose the current and the motor speed as feedback signals, using the PWM as the system output signal, forming a double closed loop feedback speed regulation system to control the motor speed. In order to realize the system of thigh speed and accurate location, we use the extensive application in project — the PI algorithm as the Core control theory. Keywords: MSP430F149 。DC motor。 PI 。Double closed loop 目 錄 1 引言 ......................................................................1 開(kāi)發(fā)背景 ................................................................1 選題的目的與意義 ........................................................1 2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法研究 ........................................................2 執(zhí)行電機(jī)的選擇 ..........................................................2 伺服電機(jī) ..............................................................3 步進(jìn)電機(jī) ..............................................................4 綜述 ..................................................................5 位置和速度傳感器的選擇 ..................................................6 光電編碼器 ............................................................6 霍耳式傳感器 ..........................................................8 直流定位系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分析 ..............................................8 直流電機(jī)調(diào)速方法概述 ..................................................8 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) .........................................10 3 硬件電路設(shè)計(jì) .............................................................13 直流電機(jī)精確定位系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) .......................................13 MSP430F149單片機(jī)系統(tǒng) ..................................................13 隔離與驅(qū)動(dòng)電路 .........................................................14 隔離單元模塊 .........................................................14 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 .........................................................15 過(guò)流保護(hù)模塊 .........................................................16 反饋電路 ...............................................................17 速度檢測(cè)電路 .........................................................17 電流反饋電路 .........................................................18 4 控制軟件設(shè)計(jì) .............................................................18 總體程 序模塊 ...........................................................18 控制算法模塊 ...........................................................19 5 結(jié)束語(yǔ) ...................................................................20 主要參考文獻(xiàn) ...............................................................21 致謝 .......................................................................22 1 引 言 開(kāi)發(fā)背景 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)是主要的控制執(zhí)行部件，目前在直流電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中已大量采用晶閘管 (即可控硅 )裝置向電動(dòng)機(jī)供電的 KZ— D拖動(dòng)系統(tǒng)，取代了笨重的發(fā)電動(dòng)一電動(dòng)機(jī)的 F— D 系統(tǒng)，又伴隨著電子技術(shù)的高度發(fā)展，促使 直流電機(jī)調(diào)速逐步由模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，特別是運(yùn)動(dòng)控制芯片的應(yīng)用，使直流電機(jī)調(diào)速技術(shù)又進(jìn)入到一個(gè)新的階段，智能化、高可靠性已成為它發(fā)展的趨勢(shì)。直流電機(jī)調(diào)速基本原理是比較簡(jiǎn)單的（相對(duì)于交流電機(jī)），只要改變電機(jī)的電壓就可以改變轉(zhuǎn)速了。改變電壓的方法很多，最常見(jiàn)的一種 PWM脈寬調(diào)制，調(diào)節(jié)電機(jī)的輸入占空比就可以控制電機(jī)的平均電壓，控制轉(zhuǎn)速。 PWM 控制的基本原理很早就已經(jīng)提出，但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約，在上世紀(jì) 80年代以前一直未能實(shí)現(xiàn)。直到進(jìn)入上世紀(jì) 80 年代，隨著全控型電力電子器件的出現(xiàn)和迅速發(fā)展， PWM 控制 技術(shù)才真正得到應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展以及各種新的理論方法，如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想的應(yīng)用， P