單片機(jī)課程設(shè)計(jì)pwm直流電動機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)-wenkub
2023-07-11 09:43:36 本頁面
【正文】 專業(yè)：鐵道機(jī)車車輛 班級： 函機(jī)車20111班 學(xué)號： 姓名：崔斌摘 要直流電機(jī)具有良好的啟動性能和調(diào)速特性，它的特點(diǎn)是啟動轉(zhuǎn)矩大，能在寬廣的范圍內(nèi)平滑、經(jīng)濟(jì)地調(diào)速，轉(zhuǎn)速控制容易，調(diào)速后效率很高。電機(jī)轉(zhuǎn)速利用霍爾傳感器檢測輸出方波，通過51單片機(jī)對1秒內(nèi)的方波脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算出電機(jī)的速度，實(shí)現(xiàn)了直流電機(jī)的反饋控制。以達(dá)到高速、優(yōu)質(zhì)、高效率地生產(chǎn)。自動化的電力拖動系統(tǒng)更是低成本自動化系統(tǒng)的重要組成部分。其應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，例如：軍事和宇航方面的雷達(dá)天線、火炮瞄準(zhǔn)、慣性導(dǎo)航等的控制；工業(yè)方面的數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、印刷機(jī)械等設(shè)備的控制；計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和辦公設(shè)備中的打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、掃描儀等的控制；音像設(shè)備和家用電器中的錄音機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)等的控制。驅(qū)動電動機(jī)的控制方案有三種：工作在通斷兩個(gè)狀態(tài)的開關(guān)控制、相位控制和脈寬調(diào)制控制，在單向通用電動機(jī)的電子驅(qū)動電路中，主要的器件是晶閘管，后來是用相位控制的雙向可控硅。后來，諧波成分大、功率因數(shù)差的相控變流器逐步由斬波器或PWM變流器所代替，明顯地?cái)U(kuò)大了電機(jī)控制的調(diào)運(yùn)范圍，提高了調(diào)速精度，改善了快速性、效率和功率因數(shù)。 在國外，PWM最早是在軍事工業(yè)以及空間技術(shù)中應(yīng)用。隨著市場的發(fā)展，客戶對電機(jī)驅(qū)動控制要求越來越高，希望它的功能更強(qiáng)、噪聲更低、控制算法更復(fù)雜，而可靠性和系統(tǒng)安全操作也擺上了議事日程，同時(shí)還要求馬達(dá)恒速向變速發(fā)展，還要符合全球環(huán)保法規(guī)所要求的嚴(yán)格環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。2）使用定時(shí)器產(chǎn)生可控的PWM波，通過按鍵改變PWM占空比，控制直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。K3：“加速”。在手動狀態(tài)下，每按一次鍵，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速按照約定的速率改變。3）編寫鍵盤控制程序，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向控制，并通過調(diào)整PWM波占空比，實(shí)現(xiàn)調(diào)速；4）參考Protuse仿真效果圖： 設(shè)計(jì)目的和意義本文設(shè)計(jì)的直流PWM調(diào)速系統(tǒng)采用的是調(diào)壓調(diào)速。通過調(diào)節(jié)波形的寬度來控制H電路中的GTR通斷時(shí)間，以達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)速度的目的。本文介紹了直流電機(jī)的工作原理和數(shù)學(xué)模型、脈寬調(diào)制（PWM）控制原理和H橋電路基本原理設(shè)計(jì)了驅(qū)動電路的總體結(jié)構(gòu)，根據(jù)模型，利用PROTEUS軟件對各個(gè)子電路及整體電路進(jìn)行了仿真，確保設(shè)計(jì)的電路能夠滿足性能指標(biāo)要求，并給出了仿真結(jié)果。方案二：采用繼電器對電動機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制，通過開關(guān)的切換對電動機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)整。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高；H型電路保證了可以簡單地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也極佳，是一種廣泛采用的PWM調(diào)速技術(shù)。我們采用了定頻調(diào)寬方式，因?yàn)椴捎眠@種方式，電動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比較穩(wěn)定；并且在采用單片機(jī)產(chǎn)生PWM脈沖的軟件實(shí)現(xiàn)上比較方便。第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)框圖如下圖所示，硬件電路結(jié)構(gòu)初步設(shè)想由以下4部分組成：時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、單片機(jī)、驅(qū)動電路。復(fù)位電路單片機(jī)時(shí)鐘電路輸入電路驅(qū)動電路獨(dú)立式按鍵就是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接入一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。消除鍵抖動。最簡單的辦法是在檢測到有鍵按下時(shí)，等待（延遲）一段時(shí)間再進(jìn)行“行掃描”，延遲時(shí)間為10～20ms。此設(shè)計(jì)就采用AT89C51。電動機(jī)所處速度級以速度檔級數(shù)表示。設(shè)PWM周期為T，高電平時(shí)間為TH，低電平時(shí)間為TL，電壓為VCC，則輸出電壓的平均值為：UAV =VCC*TH/（TH+TL）=VCC*TH/T=aVCC，當(dāng)VCC固定時(shí)，其電壓值取決于PWM波形的占空比a，而PWM的占空比由單片機(jī)軟件內(nèi)部用于控制PWM輸出的寄存器值決定。對定時(shí)器置初值0xFF9C可定時(shí)100us。并且在所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，利用已有的直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)，嘗試了自己的一些研究。實(shí)現(xiàn)通過單片機(jī)對直流電機(jī)的控制，通過合理的設(shè)備選型、參數(shù)設(shè)置和軟件設(shè)計(jì)，提高了直流電機(jī)調(diào)速運(yùn)行的可靠性。另外，我還認(rèn)識到無論做什么工作，都需要踏實(shí)，勤奮，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，這對我以后的工作將會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。若以后條件允許，可以對以上設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步完善。 //比例常數(shù)code int KD=Kd。 TMOD |= 0x05。 //低優(yōu)先級 ET0=0。= 0x0F。 PT1=0。 //P3^5=1}//=======================================void Ini_T2(void)//T2：定時(shí)器16重裝時(shí)間初值方式{ RCLK=0。 //定時(shí)器 CP_RL2=0。 ET2=1。 //外中斷開啟 PX0=0。 //低優(yōu)先級}//================================================//用于L電機(jī)測速void ExInt0 (void) interrupt 0 { sLrpm=sLrpm+20。 } PWML=!(PwmCyc=PwmValL)。 mLrpm=filter(Lrpm)。 ExSec=0。 } else {DispDigit(PwmValL+10,0)。 subb=1 。(PwmValL1)) { ML_D1=1。 } else { PwmValL=0。 ML_D2=!ML_D2。 DispDigit(PwmValL+10,0)。 } } } }主程序（）void main (void){ Ini_ExInt()。 delay_1ms(10)。 PwmValR=0。 RXD=0。 P2=0xFF。 TXD=1。
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