利用pwm控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的速度控制-全文預(yù)覽
【正文】 PORT( CLK_1HZ:IN STD_LOGIC。 END。 END IF。EVENT AND CLK=39。 WHEN OTHERS=NULL。 WHEN 001=D=00011011。 D:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0 ))。 USE 。 END PROCESS。EVENT AND CLK =39。 AA:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) )。 八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 CNT8： LIBRARY IEEE。039。 END CMP。 13 USE 。 在具體到每一個(gè)模塊的設(shè)計(jì)中，可能是由于在這方面的知識(shí)不足吧，并不是很順利，例如在最開(kāi)始的直流電動(dòng)機(jī)的檔位顯示，最初想的是有一個(gè)可以直接暫停開(kāi)始的復(fù)位鍵 START，但在程序中并沒(méi)有直接編寫，所以又將最初設(shè)計(jì)的四個(gè)檔位改為含有停止轉(zhuǎn)動(dòng)的 0 檔位的五個(gè)檔位，最后 采用 DLED[2..0]的 3 位 2進(jìn)制來(lái)顯示檔位。不要急于去實(shí)現(xiàn)所有的功能，應(yīng)該一個(gè)一個(gè)的來(lái)，盡量詳細(xì)的描述模塊的作用，這樣才能保證在最后的工程中哪出錯(cuò)可以直接去修改。把枯燥的課本知識(shí)怎么融合在實(shí)際的操作之中。 誤差分析 本次設(shè)計(jì)在硬件驗(yàn)證這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)一定的誤差，這包括兩方面 的產(chǎn)生一是設(shè)計(jì)本身產(chǎn)生的，二是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)造成的。 性能測(cè)試 速度測(cè)試：最高速度 62 轉(zhuǎn) /s，最低速度 20 轉(zhuǎn) /s。 轉(zhuǎn) 速的顯示是由一個(gè)頻率器組成， 一個(gè)輸入端接去抖動(dòng)電路的輸出端，另一輸入端接 CLK0。那么去抖動(dòng)電路即為 Q1的非與 Q2經(jīng)過(guò)一個(gè)與門來(lái)實(shí)現(xiàn)。 方案的實(shí)現(xiàn) 方案的仿真 由此圖可以看出，由 CMP 引出的輸出端作為正反轉(zhuǎn)的輸入端和連接硬件按鍵 1 的 Z/F 可以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 當(dāng)輸入為 1 時(shí)，兩個(gè) MUX21 都選 a，但下面那個(gè) MUX21 的 a 卻是接地的，因此只有上面的 MUX21 輸出，此時(shí)為正轉(zhuǎn)；而轉(zhuǎn)速由上面的比較器輸出信號(hào)控制。改變 DECD 的輸出值就等于改變 PWM的輸出信號(hào)的占空比，也等于改變了周期，這樣就實(shí)現(xiàn)了速度調(diào)控。 6 CNT8 是一個(gè)八位的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 作為脈寬計(jì)數(shù)器。 START 鍵通過(guò)“與”門控制 PWM 的輸出， 實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的工作停止控制。 當(dāng) U/D = 0，輸入 CL K2，使設(shè)定值計(jì)數(shù)器的輸出值減小， PWM 占空比減小，電機(jī)轉(zhuǎn)速變慢。采用此方案，所形成的電機(jī)功能穩(wěn)定性強(qiáng)，精度高，可控范圍較大，能形成最大速度較大，更能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)。 方案 2：采用一般模擬 PWM 波進(jìn)行直流電機(jī)控制 此方案接有 D/A 轉(zhuǎn)換器和模擬比較器，外部連線多，電路復(fù)雜，不便于控制，故該方案不理想。我們將輸出的 PWM波通過(guò)接入正反轉(zhuǎn)控制來(lái)控制電機(jī)是否開(kāi)始工作。 課程設(shè)計(jì)要求我們利用 PWM控制技術(shù)以及 VHDL語(yǔ)言編寫代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的控制。 b．能控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。 去抖動(dòng)模塊：實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的精確測(cè)量，主要用來(lái)消除直流電機(jī)的抖動(dòng)，能夠便于觀察。利用 FPGA 可編程芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)PWM 控制器的設(shè)計(jì)，對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。 1 摘要 隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，直流電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸以及日常生活中起著越來(lái)越重要的作用，因此，對(duì)直流電機(jī)的研究有著積極的意義。 在本文中，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)直流電機(jī)。 正反轉(zhuǎn)控制模塊：控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。 （ 1）基本要求： a．速度調(diào)節(jié)： 4 檔，數(shù)字顯示其檔位。 b．修改設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的閉環(huán)控制，旋轉(zhuǎn)速度可設(shè)置。那么數(shù)字比較 器的輸出端即是 PWM波形。 二．系統(tǒng)方案論證 總體方案與比較論證 方案 1：采用線性控制方式進(jìn)行直流電機(jī)的控制 此方式一般用于小功率電機(jī)平滑轉(zhuǎn)速控制。 方案 4：基于 FPGA 實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的控制 通過(guò)用 VHDL 語(yǔ)言編寫各個(gè)模塊，再加以整合，從而實(shí)現(xiàn)整體功能。當(dāng) U /D = 1，輸入 CL K2， 使設(shè)定值計(jì)數(shù)器的輸出值增加， PWM 占空比增加，電機(jī)轉(zhuǎn)速加快。旋轉(zhuǎn)方向控制電路控制直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向及啟動(dòng)停止， 該電路由兩個(gè) 2 選 1 選擇器組成 , Z/F 鍵控制選擇 PWM 波形從正端 Z 進(jìn)入 H 橋，還是從 負(fù)端 F 進(jìn)入 H 橋，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。圖中的 DECD 是一個(gè)轉(zhuǎn)速控制模塊，輸入端接按鍵，來(lái)選擇檔位的大??；其輸出的一端為檔位的顯示，另一端接 C
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