【正文】 機床，工業(yè)機器人，塑料機械，印刷機械，繞線機，紡織機械，工業(yè)縫紉機，泵和壓縮機等設備的控制；計算機外圍設備和辦公設備中的各種磁盤驅動器，各種光盤驅動器，繪圖儀，掃描儀，打印機，傳真機，復印機等設備的控制；音像設備和家用電器中的錄音機，錄像機，數(shù)碼相機，洗衣機，冰箱，電扇等的控制。 隨著微型計算機、超大規(guī)模集成電路、新型電子電力開關器件和新型傳感器的出現(xiàn)，以及自動控制理論、電力電子技術、計算機控制技術的 深入發(fā)展，直流電動機控制也裝置不斷向前發(fā)展。目前，廣泛應用于數(shù)控機床等自動化設備的數(shù)控位置伺服系統(tǒng) .為了提高性能 ,在先進的數(shù)控交流伺服系統(tǒng)中 ,已采用高速數(shù)字化處理芯片 (DIGITAL SIGNAL PROCESSOR,簡稱 DSP),其指令執(zhí)行速度達到每秒數(shù)百兆以上 ,且具有適合于矩陣運算的指令。在各種機床設備及生產流水線中，現(xiàn)在已普遍采用帶微機的可編程控制器，按一定的規(guī)律控制各類電機的動作。因此就有可能比較普遍地應用微機來控制電機，完成各種新穎的、高性能的控制策略，使電機的各種潛在能力得到充分的發(fā)揮，使電機的性能更符合使用要求，還可以制造出各種便于控制的新型電機，使電機出現(xiàn)新的面貌。在調速技術走到這個類似瓶頸地步的今天，這種嘗試無疑是一種很有潛力的設想。第三個階段是從 1972 年至今，在這個階段才真正出現(xiàn)了微機的概念，以它為核心，衍生出了很多計算機控制系統(tǒng)，如操作指導控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)以及分布式控制系統(tǒng)，而隨著微電子技術的發(fā)展，計算機控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)小物起大用的效果，既不占空間，又可以同時處理很多生產問題，省時省力，計算機控制技術走向了成熟。在這段時間里，計算機控制系統(tǒng)開始從單項工程試驗中邁向實用，并且得到了系統(tǒng)的完善。 微機控制技術的發(fā)展也就是計算 機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程。這種電路具備電流連續(xù)、電動機四象限運行、無摩擦死區(qū)、低速平穩(wěn)性好等優(yōu)點。 變頻調速很快為廣大電動機用戶所接受，成為了一種最受歡迎的調速方法，在一些中小容量的動態(tài)高性能系統(tǒng)中更是已經完全取代了其他調速方式。但是，這些電動機的調速性能仍然不能與直流電動機相比。直流電動機具有良好的起、制動性，適宜在大范圍內平滑調速，在許多需要調速或快速正反向的電力拖動領域得到了廣泛應用。s double closed loop current velocity modulation system. DC motor is used very generally because its speedmodulation effect is very good and its speedmodulation is easily to be realized. PWM theory is used most generally among the speedmodulation ways. The text will introduce the HPWM way mostly. We will try to do modulation to the DC motor with AT89S52. The importance of the text is the parts which are posed the system. Another importance is the principles of working about every parts. Key word: DC speed regulation ； Doubleloop ； PWM ； AT89S52； DC moter； III 目 錄 摘 要 ..................................................... I Abstract .................................................. II 1 緒 論 .................................................. 1 問題的提出 .............................................. 1 微機控制電機的發(fā)展和現(xiàn)狀 ................................ 2 電機微機控制系統(tǒng) ........................................ 3 本課題在實際應用方面的意 義和價值 ......................... 4 2 直流電機 PWM調速系統(tǒng)原理設計 ............................... 6 PWM 脈寬調制 ........................................... 6 PWM 脈寬調制介紹 ................................. 6 PWM 基本原理 ..................................... 7 總體方框圖 .............................................. 7 轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)及其靜特性 ...................... 8 提出問題 .......................................... 8 轉速和電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的組成 ..................... 9 穩(wěn)態(tài)結構圖和靜特性 ................................ 10 各變量的穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算 .................. 11 雙閉環(huán)脈寬調速系統(tǒng)的動態(tài)性能 ........................... 12 IV 動態(tài)數(shù)學模型 ...................................... 12 起動過程分析 ...................................... 13 動態(tài)性能和轉速調節(jié)器、電流調節(jié)器的作用 ............ 15 電流調節(jié)器和轉速調節(jié)器的設計 ........................... 16 電流調節(jié)器的設計 .................................. 16 轉速調節(jié)器的設計 .................................. 17 可逆 PWM 變換器 ....................................... 18 可逆 PWM 變換器工作原理 .......................... 18 PWM 控制電路 .................................... 20 脈寬調速系統(tǒng)的開環(huán)機械特性 ........................ 21 脈寬調制器和 PWM 變換器的傳遞函數(shù) ................ 22 3 直流電機 PWM調速系統(tǒng)的硬件設計 ............................ 23 直流電機 ............................................... 23 直流電機的結構 .................................... 23 直流電機的基本工作原理 ............................ 24 直流電機的調速原理 ................................ 24 直流電機 PWM 調速基本原理 ........................ 25 單片機控制單元 ......................................... 26 電源電路 ............................................... 27 H 橋驅動電路 ........................................... 27 轉速檢測、反饋電路 ..................................... 28 LCD 顯示模塊 .......................................... 29 V 4 MATLAB/SIMULINK ......................................... 30 Matlab/Simulink ......................................... 30 Matlab/Simulink 的簡介 .............................. 30 Matlab/Simulink 的語言特點 .......................... 31 Simulink 的啟動與界面說明 ............................... 32 啟動 Simulink ...................................... 32 Simulink 的菜單 .................................... 32 Simulink 的功能模塊組 .............................. 32 Simulink 的仿真過程 ..................................... 33 創(chuàng)建結構圖文件 .................................... 33 結構圖程序設計 .................................... 33 Simulink 仿真的啟動與停止 .......................... 33 建立仿真模型 ........................................... 33 PWM 發(fā)生器的建模 ................................ 34 H 橋 PWM 開環(huán)調速系統(tǒng)仿真建模 .................... 35 H 橋 PWM 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)仿真建模 .................. 35 5 直流電機 PWM調速系統(tǒng)仿真 ................................. 36 H 橋 PWM 開環(huán)調速系統(tǒng)仿真結果 .......................... 36 H 橋 PWM 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的仿真結果 ...................... 38 6 總 結 ................................................. 40 致 謝 .................................................... 42 參考文獻 .................................................. 43 VI 附錄 A：英文文獻 ........................................... 44 附錄 B：中文文獻 ........................................... 49 1 1 緒 論 本章首先介紹微機控制的發(fā)展及其現(xiàn)狀的相關知識，然后介紹微機參與直流電機調速系統(tǒng)控制的相關技術及其設計軟件。在此基礎上，本文將做出 AT89S52 單片機控制的 H 型 PWM 變頻調速系統(tǒng)的整體設計，然后對各個部分分別進行論證，力圖在每個組成單元上都達到最好的系統(tǒng)性能。不同領域對于電機的調速性能有著不同的要求，因此，不同的調速方法有著不同的應用場合。直流電機 PWM 調速控制器的設計畢業(yè)設計 I 畢業(yè)設計 直流電機 PWM 調速控制器的設計 摘 要 在電氣時代的今天，電動機在工農業(yè)生產、人們日常生活中起著十分重要的作用。電機調速問題一直是自動化領域比較重要的問題之一。應用于直流電機的調速方式很多，其中以 PWM 變頻調速方式應用最為廣泛，而 PWM 變頻器中， H 型 PWM變頻器性能尤為突出，作為本次設計的基礎理論，本文將對 PWM 的理論進行詳細論述。s control and the measuring technique, to increase the control precision and the speed of response, the frugal energy and so on have the important meaning. A problem about speedmodulation of DC motor is very important in the field automatic. The requests to the effect after the spe