【正文】 矩應(yīng)為最大值，使直流電動(dòng)機(jī)以最大加速度，減速。與 M法測(cè)速一樣選用線數(shù)相對(duì)較多的光電編碼器，也能提高電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量的快速性和精度；另一種測(cè)速方法是結(jié)合 M法和T法的測(cè)速特點(diǎn)產(chǎn)生了一種 M/T的測(cè)速方法，即在規(guī)定的時(shí)間范圍里，同時(shí)對(duì)時(shí)鐘脈沖數(shù)和光電編碼器輸出的脈沖數(shù)同時(shí)計(jì)數(shù)，有公式計(jì)算出轉(zhuǎn)速。其中，在調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，以 PWM調(diào)速應(yīng)用最為廣泛。對(duì)于正弦波的負(fù)半周，采用同樣的方法也可以得到脈寬調(diào)制波形。這里的沖量就是窄脈沖的面積，效果基本相同是指在本環(huán)節(jié)上輸出響應(yīng)的波形大體相同。 全數(shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)由于 是以 微 處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng) ，其 硬件電路標(biāo)準(zhǔn)化程度高，降低了成本，而且避免器件溫度漂移的影響。雖然集成芯片的應(yīng)用使得電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)變簡(jiǎn)單了，但是專用的驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)芯片的輸出功率有限，無法滿足大型直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制要求，市場(chǎng)上少數(shù)幾種大功率集成驅(qū)動(dòng)芯片的價(jià)格又很高，例如一片SA01驅(qū)動(dòng)芯片的價(jià)格要 3500元。由此可見這些傳動(dòng)系統(tǒng)都是 通過 控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從而實(shí)現(xiàn) 對(duì) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制。 關(guān)鍵詞： 脈沖寬度調(diào)制；單片機(jī)；直流調(diào)速 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract DC motor with easy adjustment, good dynamic performance, in the industry has been widely used. But due to the application of analog circuits to achieve, so the production cost is high, be influenced by temperature drift of devices, the control precision of the great impact, for some plex, nonlinear control law is difficult to achieve. Along with the electric power electronic technology, data processing and the development of the puter, the digital PID control also got swift and violent development. It can not only realize the traditional speed regulating device of a task, and convenient maintenance, easy maintenance, algorithm is flexible, stability is strong wait for an advantage more and more extensive application. The design is based on the digital PI control algorithm for the basic, with single chip microputer ( AT89C51) as the core, to generate adjustable duty ratio PWM wave, through a power amplifying and driving circuit for DC motor speed control. Using photoelectric encoder for speed detection, feedback to the micro controller ( AT89C51), to achieve closedloop speed control. At the same time with the ACS712D current sensor converts the current into a voltage proportional to the output voltage signal, through the TLC549A/D converter, converts the digital signal into the micro controller ( AT89C51) to realize the current closed loop control. In the design by the use of LCD1602 in speed, steering display, through the button on the input control. The DC speed control system has high reliability, easy to control . Key words : PWM wave。但以往的直流調(diào)速是用模擬電路來實(shí)現(xiàn)的，所以制作成本高， 由于 器件溫度 的 漂移，對(duì)控制精度產(chǎn)生的很大的影響，對(duì)于一些復(fù)雜的，非線性控制規(guī)律難以實(shí)現(xiàn)。 同時(shí)用 ACS712D 電流傳感器將電流轉(zhuǎn)換為成比例的電壓，輸出的電壓信號(hào)通過 TLC549A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)（ AT89C51）實(shí)現(xiàn)電流的閉環(huán)控制。在機(jī)械生產(chǎn)、金屬冶煉、化學(xué)等各種工業(yè)部門中，采用了各種各樣的電動(dòng)機(jī)來傳動(dòng) ,比如在機(jī)床、軋機(jī)、挖掘機(jī)、提升機(jī)、起重機(jī)、水泵、紙機(jī)、輸送機(jī)械等各種生產(chǎn)機(jī)器中。 隨著邏輯電路電壓的發(fā)展，讓這 類 芯片能夠在低電壓程序邏輯 中 使用，比如 5V的直流電動(dòng)機(jī)速度控制裝置在很多大型機(jī)械中 得 到了廣泛的應(yīng)用，很多半導(dǎo)體制造商都推出了能夠提升工作電壓的專用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，如 IR公司的 IR211 IR2105等。集散型的微機(jī)控制系統(tǒng)在國(guó)外已經(jīng)有成套的定性產(chǎn)品。就是在輸出波形的半周期內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)脈沖，使每個(gè)脈沖的電壓等值為正弦波，這樣得到的波形輸出平滑且低次諧波減少。 如果把上述脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦等分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)正弦部分面積（ 即沖量）相等，就得到一組脈沖序列，這就是脈寬調(diào)制波形。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 U ( t )0tTt 0U 直流電動(dòng)機(jī)的脈寬調(diào)制控制技術(shù) 直流調(diào)速系統(tǒng)中有三種調(diào)速方法：調(diào)節(jié)電樞兩端的供電電壓、減弱勵(lì)磁磁通和改變電樞回路中的電阻。 圖 22 周期性 PWM矩形脈沖 為了實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的 PWM可逆控制 ， 還 必須 產(chǎn)生四路驅(qū)動(dòng)信號(hào) 來控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。但是在調(diào)速系統(tǒng)中有兩類情況對(duì)電流的控制提出了新的指標(biāo)：一是啟制動(dòng)對(duì)時(shí)間的控制問題，二是由于載擾動(dòng)對(duì)電流控制問題。 圖 24 時(shí)間最優(yōu)的理想控制過程 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)只能限制電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)電流不超過某一數(shù)值，而把電流控制在所需值上。 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 1. 時(shí)間常數(shù)的確定 （ 1） 三相整流裝置的滯后時(shí)間常數(shù)，即平均時(shí)空時(shí)間 Ts=。 （ 3） 按照小時(shí)間常數(shù)近似處理轉(zhuǎn)速時(shí)間常數(shù) nT? ，取 1 0 .0 0 7 4 0 .0 1 0 .0 1 7 4n o nIT T s s sK? ? ? ? ? ? （ 216） 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 2. 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 按照設(shè)計(jì)要求，選則 PI 調(diào)節(jié)器，它的傳遞函數(shù)式為： ( 1 )() nnASR nKsWs s?? ?? （ 217） 3. 計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù) 按照跟隨性和抗擾性能都比較好的原則，先取 h=5，所以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)為： =h =5 74s = snnT? ? ? （ 218） 則轉(zhuǎn)速環(huán)的開環(huán)增益 K 222 2 2 216 3 9 6 . 42 2 5 0 . 0 1 7 4N nh sshT ????? ? ??? （ 219） 可得轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)為 ? ? 1 ????? ?????? ?? n men TRh TChK ? ? （ 220） 式中 電動(dòng)勢(shì)常數(shù) 1500 ?????? N aNNe n RIUC rVmin/. 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) rVr V m i n/. i n/1500 10 ??? 4. 近似條件的校驗(yàn) 轉(zhuǎn)速截止頻率是： 111 3 9 6 . 4 0 . 0 8 7 3 4 . 5Nc n N nK K s s??? ??? ? ? ? ? （ 221） （ 1） 能把電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化的條件為 : 111 1 1 3 5 . 1 6 3 . 73 3 0 . 0 0 3 7I iK ssT ????? ? ? （ 222） （ 2） 近似處理轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)的條件是： 111 1 1 3 5 .1 3 8 .73 3 0 .0 1I onK ssT ???? ? ? （ 223） 式（ 222）和式（ 223）均滿足近似條件 。橋式整流電路由四個(gè)型號(hào)相同的二極管組成， VD1和 VD3兩個(gè)二極管組成一對(duì)橋臂； VD2和 VD4兩個(gè)兩個(gè)二極管組成一對(duì)橋臂。P3口同時(shí)也可作為一些特殊功能口， /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1)等。 圖 34 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 PWM信號(hào)接口電路 對(duì)于電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，通常是調(diào)節(jié)電壓來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的，我們用 PWM辦法來控制，它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于測(cè)量，通信，功率控制與變換等許多領(lǐng)域，我們通過 調(diào)節(jié) PWM波的占空比來控制加在電機(jī)兩端的電壓，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)速， 為 了滿足設(shè)計(jì)要求，要求改信號(hào)發(fā)生器能產(chǎn)生占空比可調(diào)，高精度，大功率的脈寬調(diào)制信號(hào)。要得到滿足要求的波形，還 d得經(jīng)過 DAC0832的輸出口接運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)。 圖 37 波形整形及放大電路設(shè)計(jì) 功率放大和驅(qū)動(dòng)模塊 直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制組成如圖 38所示：由圖可以看出，電機(jī)驅(qū)動(dòng)主要控制信號(hào)有電機(jī)轉(zhuǎn)向控制信號(hào) DIR，電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào) PWM， E1為驅(qū)動(dòng)邏輯電路部分提供電源， E2為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源； M+， M為直流電機(jī)接口。 光柵盤是在一定直徑的圓盤上等分開通若干長(zhǎng)方形孔。 電容類型選擇的時(shí)候 ，應(yīng) 選擇 那些 高頻特性好的陶瓷電容， 而且 盡 可能的 靠近 6N137光耦合器的 VCC管腳。檢測(cè)到的電壓通過 7腳輸出。如果你想讓它 輸出高電平的話，必須要通過上拉電阻接 VCC。 圖 41 PWM波子程序 開 始 由占空比得到波 形持續(xù)的時(shí)間 計(jì)算各段定時(shí)器所需常數(shù) 產(chǎn)生相應(yīng)的 PWM 波 返回主程序 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 42 PWM波主程序流程圖 程序如下所示： include include //使用其中定義的宏來訪問絕對(duì)地址 define DAC0832 XBYTE[0x7fff] /* 定義 DAC0832端口地址 */ define uchar unsigned char 開 始 初 始 化 D/A 啟 動(dòng) 掃描參數(shù)調(diào)節(jié) 鍵有鍵按下？ 確實(shí)有鍵按下？ 延時(shí) 20ms 調(diào)用 PWM 程序 返回主程序 參數(shù)調(diào)節(jié)完畢？ N Y Y N N 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 define uint unsigned int Sbit E=P3^1。 DAC0832=0xffff。但是有的控制器內(nèi)部自帶字符發(fā)生器，如 LCD1602，顯示一個(gè)字符就非常容易了， 把控制器的工作設(shè)