【正文】 來。換向片嵌放在套筒上，用壓圈固定后成為換向器再壓裝，在轉(zhuǎn)軸上電樞繞組的導(dǎo)線按一定的規(guī)則焊接在換向片突出的叉口中。電樞鐵芯成圓柱形，由硅鋼片疊成，表面沖有槽，槽中放電樞繞組。 直流電動機(jī)的磁場是一個恒定不變的磁場，是由勵志繞組中的直流電流形成的磁場方向和勵磁電流的關(guān)系由由有螺旋法則確定。主磁極用硅鋼片疊成，固定在機(jī)座上。 轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯，電樞繞組，換向器，軸和風(fēng)扇等。它實(shí)際是一條斜率為 ΣR的直線。其中曲線 1 為發(fā)電機(jī)的磁化曲線 Φ＝ f(If)。并勵指僅由同步電機(jī)的電壓取得能量的自勵系統(tǒng)，復(fù)勵指由同步電機(jī)的電壓及電流兩者取得能量的自勵系統(tǒng)。電機(jī)采用自勵時，不需要外界單獨(dú)的勵磁電源 ,設(shè)備比較簡單。后者調(diào)節(jié)比較快速，還可以方便地利用可控整流橋的逆變工作狀態(tài)達(dá)到快速滅磁和減磁，從而取消 常用的滅磁開關(guān)。采用交流勵磁時，由于勵磁線圈有很大的電感電抗，所需勵磁電壓要高得多，勵磁電源的容量也大得多。前者為直流勵磁，后者為交流勵磁。 直流電動機(jī)的分類 一般的電機(jī)多采用電流勵磁。一條是：導(dǎo)線切割磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；另一條是：載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用。 直流電機(jī)的最大弱點(diǎn)就是有電流的換向問題，消耗有色金屬較多，成本高，運(yùn)行中的維護(hù)檢修也比較麻煩。此外，在許多工業(yè)部門，例如大型軋鋼設(shè)備、大型精密機(jī)床、礦井卷揚(yáng)機(jī)、市內(nèi)電車、電纜設(shè)備要求嚴(yán)格線速度一致的地方等，通常都采用直流電動機(jī)作為原動機(jī)來拖動工作機(jī)械的。 電動機(jī)被廣泛應(yīng)用的推動力來自直流電動機(jī)的問世，在 1870 年時比利時的工程師格拉姆發(fā)明了這種實(shí)用機(jī)械，并把它大量制造出來，而后還不斷的對電動機(jī)的效率進(jìn)行提高。 江西理工大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 概述 直流電動機(jī)的發(fā)展歷史 電動機(jī)原理最早的提出者是英國的科學(xué)家法拉第，他首先證明了電力可以轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)動力，而后據(jù)說是德國的雅克比最先將之付諸實(shí)踐，制造出了第一臺電動機(jī)。由于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)沒有了學(xué)科之間的界限，結(jié)合現(xiàn)代控制理論思想或?qū)崿F(xiàn)無諧振軟開關(guān)技術(shù)將會成為 PWM控制技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。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。 沖量相 等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。s daily life plays a very important role. In the motion control system of motor speed control occupies a pivotal role and its control algorithm and means many simulation of PID control is one of them. With the development of puter technology and intelligent control theory and digital PID technique developed, it will not only be able to achieve plete the simulation of PID control task and its control algorithm for flexible, reliability, high, more and more widely used. The design of digital PID control algorithm with mentioned above, with Single Chip Microputer to control the core, the duty cycle by PWM pulse realization of digital PID algorithm control for DC motor speed control. While leveraging hall position sensor pulse Frequency feedback motor speed converting to a single chip Microputer in the implementation of speed closed loop control to achieve the goal of speed astatic regulation. Key words : DC motor 。隨著計(jì)算機(jī) 技術(shù)與智能控制理論的發(fā)展，數(shù)字 PID 技術(shù)漸漸發(fā)展起來 ，它 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)模擬 PID 所完成的控制任務(wù)，而且具備控制算法靈活、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用面越來越廣。 而 在運(yùn)動控制系統(tǒng)中，電機(jī)轉(zhuǎn)速控制占有至關(guān)重要的作用，其控制算法和手段有很多， 模擬 PID 控制 就是其中之一。 關(guān)鍵詞 :直流電機(jī) ； 單片機(jī) ； 霍爾傳感器 ； PID 控制 Abstract Electrical times today, the motor in industrial and agricultural production and people39。 PID control 目 錄 引 言 ............................................................................................ 1 第一章 概述 ............................................................................... 2 直流電動機(jī)的發(fā)展歷史 ....................................................... 2 直流電動機(jī)的特點(diǎn) ............................................................... 2 直流電動機(jī)的分類 ............................................................... 3 他勵直流電動機(jī) ............................................................. 3 自勵直流電動機(jī) ............................................................. 3 直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)及基本工作原理 .................................... 4 直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu) ........................................................ 4 直流電動機(jī)的基本工作原理 .......................................... 5 直流電動機(jī)的機(jī)械特性 ................................................. 5 本章小結(jié) ............................................................................... 9 第二章 直流電動機(jī) PID 調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 .......................... 10 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ............................................................. 10 調(diào)速方案選擇 .............................................................. 10 檢測方案選擇 .............................................................. 12 單片機(jī)的選擇 .............................................................. 17 PID 調(diào)節(jié)器 ................................................................... 22 PID 控制器的原理 ............................................................... 26 各環(huán)節(jié)作用 ......................................................................... 27 比例環(huán)節(jié)的作用 ........................................................... 27 積分環(huán)節(jié)的作用 .......................................................... 28 微分環(huán)節(jié)的作用 .......................................................... 30 本章小結(jié) ............................................................................. 31 第三章 直流電動機(jī) PID 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................. 32 H 橋驅(qū)動電路設(shè)計(jì)方案 ...................................................... 32 調(diào)速設(shè)計(jì)方案 ..................................................................... 33 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ............................................................. 34 電源電路 ....................................................................... 34 橋驅(qū)動電路 ................................................................ 35 基于霍爾傳感器的測速模塊 ........................................ 35 基于單片機(jī)的直流電機(jī) PID 調(diào)速系統(tǒng)整體硬件設(shè)計(jì) ...... 36 本章小結(jié) ............................................................................. 37 第四章 直流電動機(jī) PID 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................. 38 如何應(yīng)用 PID 控制電動機(jī) 轉(zhuǎn)速 .......................................... 38 直流電機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型 ............................................... 38 增量式 PID 控制算法 .................................................. 39 調(diào)速系統(tǒng)主程序原理框圖 ................................................. 45 中斷服務(wù)程序原理框圖 ..................................................... 46 本章小結(jié) ............................................................................. 47 結(jié)束語 .......................................................................................... 48 參考文獻(xiàn) ...................................................................................... 49 致 謝 .......................................................................................... 51 附 錄 .......................................................................................... 51 江西理工大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)