【正文】 ***************************************************************///直流電機的pwm控制程序///功能：直流電機的速度控制，速度測試，速度顯示。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。 dcm=feedback(dcm,Kb,1,1)。La=。在零初始條件下，將上面的等式兩邊進行拉式變換，得 電壓與電流之間的傳遞函數(shù)： ＝ （54） 電流與電動勢間的傳遞函數(shù)： ＝ （55）根據(jù)上面兩式并考慮n＝E／Ce 即可得到額定勵磁下直流電動機得動態(tài)結構圖如圖53所示：Ud0（s）IdL（s）n(s)E(s)－＋Id（s）圖53 額定勵磁下直流電動機得動態(tài)結構圖前面的轉速負反饋單閉環(huán)調速系統(tǒng)總由靜差是因為電壓放大器為比例放大器，如果選用比例積分調節(jié)器（即PID調節(jié)器），PID調節(jié)器的輸出由兩個分量組成，一個是比例分量，一個是積分分量，它能隨時間對輸入信號的不斷積累，當突加Uin時，相當于放大倍數(shù)為Kp的比例調節(jié)器，當Uin不為零時，積分作用將不斷作用下去，輸出積累上升，直到限幅最大值；一旦Uin＝0，輸出保持在此時的數(shù)值上，穩(wěn)態(tài)時PID調節(jié)器的放大倍數(shù)是它本身的開環(huán)放大倍數(shù)，極大的開環(huán)放大倍數(shù)使系統(tǒng)基本無靜差。 式中 (45) B= (46)由式看出，如果計算機采用恒定的采樣周期T,一旦確定了ABC只要使用前三次測量值的偏差，就可以由式求出控制增量。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。PID控制，實際中也有PI和PD控制。T0定時50ms，單片機的時鐘頻率為12MHz，機器周期為1us， 中斷子程序模塊中斷服務子程序完成實時性強的功能，如故障保護、PWM生成、狀態(tài)檢測和數(shù)字PID調節(jié)等,中斷服務子程序由相應的中斷源提出申請，CPU實時響應。 中斷程序設計外部中斷0模塊設計外部中斷0是故障中斷，優(yōu)先級最高。 num++。void init(){ TMOD=0x01。因此，首先必須明確定時器的定時初值與定時時間的關系。用78/79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少,電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路。0123456789取消確認測速停車 圖38顯示器圖輸入給定轉速時應注意的幾個問題：（1）轉速不足四位時，在前面加撥0湊夠四位；（2）轉速輸入錯誤時，按取消鍵，顯示器清空，重新輸入值；（3）轉速輸入完成后，按確認鍵。采用該芯片,可以大大簡化單片機控制系統(tǒng)的軟硬件設計,并且減輕CPU的負擔。的二路脈沖經(jīng)異或門二倍頻再送入m1的計數(shù)器。為了在較寬的速度范圍內獲得高精度和快速的數(shù)字測速，本設計使用每轉1024線的光電編碼器作為轉速傳感器，它產(chǎn)生的測速脈沖頻率與電機轉速有固定的比列關系，微機對該頻率信號采用M/T法測速處理。編碼盤的旋轉方向可以通過D觸發(fā)器的輸出信號Q來判斷。這里以三相編碼器為例來介紹增量式編碼器的工作原理及其結構。但它也有好處，在電動機停止時仍然有高頻微震電流，從而消除了正、反向時靜摩擦死區(qū)，起著所謂“動力潤滑”的作用。當時，、截止，但、不能立即導通，電樞電流經(jīng)、續(xù)流，這時。設電源電壓為V，那么電樞電壓的平均值為：Vout= [ t1 ( T t1 ) ] V / T = ( 2 t1 – T ) V / T = ( 2D – 1 )V (33)定義負載電壓系數(shù)為λ，λ= Vout / V, 那么 λ= 2D – 1 ；當T為常數(shù)時，改變HIN為高電平的時間t1，也就改變了占空比D，從而達到了改變Vout的目的。其具體的操作步驟如下：電源經(jīng)VT 1至電動機的正極經(jīng)過整個直流電機后再通過VT 4到達零電位，完成整個的回路。 IGBT型號選擇：（1）IGBT承受的正反向峰值電壓：Uirm﹦ （31）　　，可選IGBT的電壓為900V。IR2110的腳10可以承受2A的反向電流。高壓側驅動采用外部自舉電容上電，與其他驅動電路相比，它在設計上大大減少了驅動變壓器和電容的數(shù)目，使得MOSFET和IGBT的驅動電路設計大為簡化，而且它可以實現(xiàn)對MOSFET和IGBT的最優(yōu)驅動，還具有快速完整的保護功能。 AT89S52內部具有看門狗定時器及3個16位可編程定時器/計數(shù)器。單片機控制器驅動電路直流電機光電編碼器r被控量y給定量+速度反饋PWM矩形波 圖22直流電機PWM調速系統(tǒng)原理圖3硬件部分：AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。方案二：采用軟件延時方式，這一方式在精度上不及方案一，特別是在引入中斷后，將有一定的誤差。 PWM 調速方法在PWM調速時，占空比是一個重要參數(shù)。本文所研究的直流電機調速系統(tǒng)主要是由硬件和軟件兩大部分組成。利用光電編碼器測得電機速度，把電壓信號反饋給單片機，在內部進行PID運算，輸出控制量完成閉環(huán)控制，實現(xiàn)電機的調速控制。但是對直流電動機的轉速有以下公式： n=U/CcTR內/CrCc (11)其中：U—電壓；—勵磁繞組本身的電阻；—每極磁通(Wb)Cc—電勢常數(shù)；Cr—轉矩常量直流電動機轉速的控制方法可分為兩類：勵磁控制法與電樞電壓控制法。直流它具有優(yōu)良的調速特性,調速平滑、方便,調速范圍廣。因此，調速技術一直是研究的熱點直流電動機在冶金、礦山、化工、交通、機械、紡織、航空等領域中已經(jīng)得到廣泛的應用。關鍵詞： PWM信號；IR2110；PID運算The Design Of Direct Current Motor Speed Regulation作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。參考文獻：[1] 求實科技 編著 單片機典型模塊設計實例導航 人民郵電出版社 2006年[2] 單片機實訓教程 李雅軒等編 北京航空航天大學出版社 2006年[3] 電力電子技術 王兆安等編 機械工業(yè)出版社 2009年[4]電氣自動控制原理與系統(tǒng) 陳渝光主編 機械工業(yè)出版社 2007年 完 成 期 限 指導教師簽名： 專業(yè)負責人簽名： 年 月 日5單片機控制直流電機PWM調速系統(tǒng)的設計與仿真畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。本學位論文原創(chuàng)性聲明的法律責任由本人承擔。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。要求系統(tǒng)實現(xiàn)對電機的正轉、反轉、急停、加速、減速的控制，以及PWM的占空比在LED上的實時顯示。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。本系統(tǒng)中使用了光電編碼器對直流電機的轉速進行測量，并且作為反饋值輸入到單片機進行PID運算，從而實現(xiàn)了對直流電機速度的控制。電動機的調速性能如何對提高產(chǎn)品質量、提高勞動生產(chǎn)率和節(jié)省電能有著直接的決定性影響。近年來，隨著科技的進步，電力電子技術得到了迅速的發(fā)展，直流電機得到了越來越廣泛的應用。 圖11 直流電動機電路模型 不同勵磁方式的直流電動機機械特性曲線有所不同。文章中采用了通過編程實現(xiàn)PWM信號的發(fā)生，然后通過IR2110來驅動電機。本系統(tǒng)以單片機系統(tǒng)為依托，根據(jù)PWM調速的基本原理，以直流電機電樞上電壓的占空比來改變平均電壓的大小，從而控制電動機的轉速為依據(jù)，實現(xiàn)對直流電動機的平滑調速，并通過單片機控制速度的變化。如圖所示： 圖21 PWM信號的占空比根據(jù)上圖，如果電機始終接通電源時，電機轉速最大為，占空比為D=/T，則電機的平均速度為：，可見只要改變占空比D，就可以得到不同的電機速度，從而達到調速的目的。 PWM 實現(xiàn)方式方案一：采用定時器做為脈寬控制的定時方式，這一方式產(chǎn)生的脈沖寬度極其精確，誤差只在幾個us。從而達到對直流電機的較為精確的控制。IE還包括一個中斷允許總控制位EA，它能一次禁止所有中斷。它把驅動高壓側和低壓側MOSFET或IGBT所需的絕大部分功能集成在一個高性能的封裝內，外接很少的分立元件就能提供極快的功耗，它的特點在于，將輸入邏輯信號轉換成同相低阻輸出驅動信號，可以驅動同一橋臂的兩路輸出，驅動能力強，響應速度快，工作電壓比較高，可以達到600V，其內設欠壓封鎖，成本低、易于調試。兩路匹配傳輸導通延時為120ns，關斷延時為94ns。但這本設計中IGBT仍然是本設計驅動的最理想器件。在HIN為高電平期間，VT VT 4導通，在直流電機上加正向的工作電壓。HIN信號的占空比為D=t1/T。在一個開關周期內，當時，晶體管、飽和導通而、截止，這時。這個交變電流的平均值等于零，不產(chǎn)生平均轉矩，徒然增大電動機的損耗這是雙極式控制的缺點。前者成為碼盤，后者稱碼尺．按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“１”還是“０”；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“１”還是“０”。增量式編碼器是專門了用來測量轉動角位移的累計量。編碼盤輸出的z相脈沖用于復位計數(shù)器，每轉一圈復位一次計數(shù)器。 轉速檢測的精度和快速性對電機調速系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能影響極大。希望在低速獲得高精度測速值，于是利用光碼盤A，B兩相輸出在相位上互差90176。它是一種實現(xiàn)鍵盤輸入和段式數(shù)碼顯示控制的專用智能芯片。數(shù)字部分用來輸入給定轉速，控制部分用來控制電機的運行。故名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。 定時器/計數(shù)器由于PWM信號軟件實現(xiàn)的核心是單片機內部的定時器，而不同單片機的定時器具有不同的特點，即使是同一臺單片機由于選用的晶振不同，選擇的定時器工作方式不同，其定時器的定時初值與定時時間的關系也不同。sbit PWM=P1^0。 TL0=(65536500)%256。此程序共有2個中斷源：外部中斷0，用于電機故障處理；外部中斷1，用于鍵盤輸入處理。T0用來定時，T1用來計數(shù)，T0和T1均工作于方式1。當被控對象的結構和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學模型時，控制理論的其它技術難以采用時，系統(tǒng)控制器的結構和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調試來確定，這時應用PID控制技術最為方便。error）。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。對三式稍作推導即得到下式。 ——額定勵磁下電動機的轉矩系數(shù)（／A），＝ ，將上述微分方程式加以整理可得 ＝ （53）其中 ＝L／R—————電磁時間常數(shù)； Tm＝———電力拖動系統(tǒng)機電時間常數(shù)；————過載電流（A）。在MATLAB命令窗口中輸入： Ra=。 dcm=ss(G2)*[G1,1]。致 謝這次畢業(yè)設計，凝結了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。借此論文之際，我想向所有人表達我的最誠摯的謝意，愿我們將來都越來越好。 ///占空比控制字uchar n=1。delays()。 TMOD=0X15。 ///允許定時器0中斷 ET1=1。 ///停止定時 zc++。 } if(zc==15) { zc=0。i4。 } else if(i==3) ///顯示千位 { P0=zm[qw]。 TR0=1。 ///讀P1口 if(i==0xfe) ///第一個鍵按下 { delays()。 ///速度加((慢速) if(a=15) a=15。 if(i==0xdf) if(a3) ///速度減,(快速) a=am。 ///等待按鍵放下}學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下進行的研究工作所取得的成果。本聲明的法律后果由本人承擔。本次畢業(yè)設計大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于