【正文】 //電機正反轉(zhuǎn) }}///////////////////////////////void SPEEDSURE( ){ int i。i++) DISPLAY(SPEEDREAD)。 DELAY1MS(20)。 case 7:GET_BIT(FITBIT)。}/////////////////////////////////void FIT_BIT( )//置位函數(shù)及把置位數(shù)提取{ FITBIT++。 DELAY1MS(5)。 P5=LEDMAP1[a10]。 } if(DIRECTION==1) { a=PCA0CPH0。 PCA0CPH0=0X55。//PAC0為系統(tǒng)時鐘的12分頻 PCA0CN=0x40。//取值void MOT_RISE( )。//T0的全局變量unsigned int SPEEDREAD。 這個課題的完成還得到了張建新等同學(xué)的熱心幫助，在此向他們表示衷心的感謝。 解決：沒有設(shè)置兩個PWM輸出口相應(yīng)的控制字，以至PWM信號沒有正常輸出，即表現(xiàn)為電樞電壓不受控制?？梢詫﹄妱訖C進行升速、降速及反轉(zhuǎn)控制。使用定時/計數(shù)器0作為16位定時器，定時/。 隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,集成霍爾傳感器被大量研制和生產(chǎn),其應(yīng)用也愈來愈廣泛。該H型電路由2對功率晶體管芯片TIP31（NPN）/32(PNP) 、4個三極管BC184構(gòu)成。在F020/2中由4個附加的端口（6和7），因此共有64個通用端口I/O。 該單片機可在工業(yè)溫度范圍（45℃到+85℃）。因此系統(tǒng)是轉(zhuǎn)速無靜差系統(tǒng)。（3）、使得系統(tǒng)抗電網(wǎng)電壓擾動的能力更強，也使得電樞電流斷續(xù)引起的系統(tǒng)非線性不再會威脅閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而所有被反饋環(huán)所包圍的加在閉環(huán)系統(tǒng)前向通道各環(huán)節(jié)上的擾動作用對輸出量的影響都會受到反饋控制的抑制。（3）、開環(huán)系統(tǒng)對于負載擾動是有靜差的。圖21 PWM調(diào)速控制原理ttT 圖22 輸入輸出電壓波形產(chǎn)生PWM控制信號的方法有4種，分別為：（1）、分立電子元件組成的PWM信號發(fā)生器這種方法是用分立的邏輯電子元件組成PWM信號電路。PWM脈沖寬度調(diào)制技術(shù)就是通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效地獲得獲得所需要波形（含形狀和幅值）的技術(shù)。它對單片機的要求是：具有足夠快的速度；有PWM口，用于自動產(chǎn)生PWM波；有捕捉功能，用于測頻；有A/D轉(zhuǎn)換器、用來對電動機的輸出轉(zhuǎn)速、輸出電壓和電流的模擬量進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換；有各種同步串行接口、足夠的內(nèi)部ROM和RAM，以減小控制系統(tǒng)的無力尺寸；有看門狗、電源管理功能等。模糊控制理論可以用于直流并勵電動機的限流起動和恒速運行控制，并能獲得理想的控制曲線。通常PWM配合橋式驅(qū)動電路實現(xiàn)直流電機調(diào)速，非常簡單，且調(diào)速范圍大。、電機轉(zhuǎn)速可以在3秒左右達到穩(wěn)定。相比之下，直流電動機雖然存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較高、維修麻煩等缺點，但由于具有較大的起動轉(zhuǎn)矩和良好的起、制動性能以及易于在寬范圍內(nèi)實現(xiàn)平滑調(diào)速，因此直流調(diào)速系統(tǒng)至今仍是自動調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。用于中、小功率的 ～200KW晶閘管直流調(diào)速裝置已作為標(biāo)準(zhǔn)化、系列化通用產(chǎn)品批量生產(chǎn)。如西門子公司生產(chǎn)的SIMOREGK 6RA24 系列整流裝置為三相交流電源直接供電的全數(shù)字控制裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，用于直流電機電樞和勵磁供電，完成調(diào)速任務(wù)。 系統(tǒng)硬件設(shè)計為：以C8051F020為核心，由轉(zhuǎn)速環(huán)、顯示、按鍵控制等電路組成。秒后，柵極輸入重新變?yōu)楦唠娖?，開關(guān)管的動作重復(fù)前面的過程。這些芯片除了由PWM信號發(fā)生功能外，還有“死區(qū)”調(diào)節(jié)功能、保護功能等。調(diào)節(jié)器被控對象擾動量檢測裝置輸出量反饋量偏差輸入量+ －圖23 閉環(huán)系統(tǒng)方框圖 對于調(diào)速系統(tǒng)來說，輸出量是轉(zhuǎn)速，通常引入轉(zhuǎn)速負反饋構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。此外，閉環(huán)控制系統(tǒng)對于檢測裝置本身的誤差也是無法克服的。對于有靜差調(diào)速系統(tǒng)，如果根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)要求計算出系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)，動態(tài)性能可能較差，或根本達不到穩(wěn)態(tài)，也就談不上是否滿足穩(wěn)態(tài)要求。+轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)PI晶閘管裝置直流電動機轉(zhuǎn)速反饋圖26 數(shù)字式轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 數(shù)字式PI調(diào)節(jié)器設(shè)計原理 PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為：，其中，為積分時間常數(shù)，為比例系數(shù)。Silicon Labs的調(diào)試系統(tǒng)支持觀察和修改存儲器和寄存器，支持?jǐn)帱c、觀察點、堆棧指示器和單步執(zhí)行。這是一個大的數(shù)字開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，允許將內(nèi)部數(shù)字系統(tǒng)資源映射到P0、PP2和P3的端口I/O引腳，如圖21所示。圖34 H型PWM變換電路（主電路） LED顯示電路LED顯示電路由一個共陽極四位一體的LED實現(xiàn)，硬件電路如圖35所示。集成霍爾傳感器一般可分為三種:集成線性霍爾傳感器（也稱位置傳感器） 、集成霍爾開關(guān)和集成霍爾鎖存器 。主要性能： （1）、輸出電壓：5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V。 結(jié)果分析及討論由于缺少實驗所用的直流電動機的相關(guān)參數(shù)，無法建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，因此采用試湊法進行參數(shù)的確定。 （2）、通過PWM信號控制電樞繞組的平均電壓值，電動機可以平滑調(diào)速。而整個設(shè)計的過程，不僅僅是對所學(xué)知識的一次回顧和串連，更多的是鍛煉了我解決一個實際課題、實踐的能力。//取位變量unsigned long int DIRECTION 。//電機初始化 /////////////////////////////////void main(void){ WDTCN=0XDE。 EX1=1。 PID1=Proportion_value*delta+Integral_value*s_delta_value。 a1000=d/1000。 } if(DIRECTION==1) { P6=0x01。//輸入零 } if(CHOBIT==1) { P6=0x02。break。break。//進行選位 case 0x01:FIT_BIT()。 DELAY1MS(20)。 MOT_INITIAL()。break。 } if(MKTIMER20) { SPEEDREAD=TL0。i++) for(j=0。break。//輸入零 }}//////////////////////////////////void GET_BIT(unsigned int c)//取位函數(shù){ P5=LEDMAP1[c]。 P6=0x04。 DELAY1MS(5)。 DIRECTION=DIRECTION%2。 P74OUT=0x00。//P1口全設(shè)為模擬輸入 P1MDOUT=0x00。 // 差值之和 /////////////////////////////////void DELAY1MS(int i)。通過畢業(yè)設(shè)計，也使我各方面的能力，尤其是實踐、解決實際問題的能力得到了很好的鍛煉。若有條件，則可觀察系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，然后根據(jù)各控制參數(shù)對系統(tǒng)響應(yīng)的大致影響來改變參數(shù)，反復(fù)試湊，直到滿意為止。（2）、問題：數(shù)碼管顯示亂碼。 硬件設(shè)計過程中，基本采用了理論設(shè)計時所選用的元件，只是在進行轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計時，原計劃采用通過檢測電樞電壓來間接檢測轉(zhuǎn)速，但考慮到缺少電動機的參數(shù)，無法得到電動機電樞電壓與轉(zhuǎn)速的數(shù)量關(guān)系且該方法在進行電壓轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速時存在誤差，最后改用A44E進行轉(zhuǎn)速檢測，即簡化了電路，也不存在前一方法中產(chǎn)生的誤差，同時也簡化了程序設(shè)計。計數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)速的測量。程序上使用外部中斷0、1（INT0、INT1）及鍵值掃描實現(xiàn)對按鍵的控制。8位PWM方式的最大優(yōu)點是不需要CPU的干預(yù)就可以輸出一個固定占空比的波形。時間基準(zhǔn)的時鐘可以是下面的六個時鐘源之一：系統(tǒng)時鐘/1系統(tǒng)時鐘/定時器0溢出、外部時鐘輸入（ECI）、系統(tǒng)時鐘和外部振蕩源/8。 第三章 直流電動機調(diào)速器硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件設(shè)計總體方案及框圖 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要包括：C8051F020單片機、由霍爾元件A44E構(gòu)成的轉(zhuǎn)速檢測及反饋電路、LED顯示電路、功能鍵控制電路、H型PWM變換電路。 另外，采用比例積分控制的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)，只是在穩(wěn)態(tài)時無差，動態(tài)還是有差的。嚴(yán)重時會導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。K越大，穩(wěn)態(tài)速降越小，但當(dāng)放大器只是比例放大器時，只有當(dāng)K=∞才能使=0，顯然不可能實現(xiàn)，因此，穩(wěn)態(tài)速降只能減少而不可能消除。 轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 只通過改變觸發(fā)或驅(qū)動電路的控制電壓來改變功率變換電路的輸出平均電壓，達到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的，稱為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。以下是三種可改變占空比的方法：（1）、定寬調(diào)頻法:保持不變，改變，從而改變周期（或頻率）。3種調(diào)速方式的比較表21所示.表21 3種電動機調(diào)速方式對比調(diào)速方式和方法控制裝置調(diào)速范圍轉(zhuǎn)速變化率平滑性動態(tài)性能恒轉(zhuǎn)矩或恒功 率效率改變電樞電阻串電樞電阻變阻器或接觸器、電阻器2:1低速時大用變阻器較好用接觸器、電阻器較差無自動調(diào)節(jié)能力恒轉(zhuǎn)矩低改變電樞電壓電動機發(fā)電機組發(fā)電機組或電機擴大機（磁放大器）10:1～20:1小好較好恒轉(zhuǎn)矩60%～70%靜止變流器晶閘管變流器50:1～100:1小好好恒轉(zhuǎn)矩80%～90%直流脈沖調(diào)寬晶體管或晶閘管直流開關(guān)電路50:1～100:1小好好恒轉(zhuǎn)矩80%～90%改變磁通串聯(lián)電阻或可變直流電源直流電源變阻器3:1～5:1較大差差恒功率80%～90%電機擴大機或磁放大器好較好晶閘管變流器好 由表21知，對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最佳，而變電樞電壓調(diào)速方法亦是應(yīng)用最廣的調(diào)速方法。 本課題研究目的及意義直流電動機是最早出現(xiàn)的電動機，也是最早實現(xiàn)調(diào)速的電動機。（3）、單神經(jīng)元自適應(yīng)智能控制的方法。功率器件控制條件的變化和微電子技術(shù)的使用也使新型的電動機控制方法能夠得到實現(xiàn)。論文題目：直流電動機調(diào)速器硬件設(shè)計專業(yè)：本科生： （簽名）＿＿＿＿指導(dǎo)教師： （簽名）＿＿＿＿直流電動機調(diào)速器硬件設(shè)計摘 要 直流電動機廣泛應(yīng)用于各種場合,為使機械設(shè)備以合理速度進行工作則需要對直流電機進行調(diào)速。目前開關(guān)速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成為主流。該方法依據(jù)內(nèi)?？刂圃?，針對雙閉環(huán)直流電動機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計了一種內(nèi)模控制器，取代常規(guī)的PI調(diào)節(jié)器，成功解決了轉(zhuǎn)速超調(diào)問題，能使系統(tǒng)獲得優(yōu)良的動態(tài)和靜態(tài)性能，而且設(shè)計方法簡單，控制器容易實現(xiàn)。因此人們對直流調(diào)速系統(tǒng)的研究將會更深一步。第二章 直流電動機調(diào)速器工作原理 直流電機調(diào)速方法及原理直流電動機的轉(zhuǎn)速和各參量的關(guān)系可用下式表示： 由上式可以看出，要想改變直流電機的