利用pwm控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的速度控制(編輯修改稿)
2024-08-29 20:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度的大小， CLK5 輸入的的信號(hào)，DLED[2..0]顯示檔位的大小， 0 到 4 的五個(gè)檔位。其中， 0 檔位表示停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 4 檔位依次增大。 四 . 正反轉(zhuǎn)模塊設(shè)計(jì) 方案的設(shè)計(jì) 該模塊利用兩個(gè)二選一選擇器來控制正反轉(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。 當(dāng)輸入為 0 時(shí)，兩個(gè) MUX21 都選 b，但上面那個(gè) b 缺失卻是接地的，因此只有下面的 MUX21 輸出，此時(shí)為反轉(zhuǎn)；而轉(zhuǎn)速由上面的比較器輸出信號(hào)控制。 8 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)向。按鍵 1 控制正反轉(zhuǎn)。 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)。 五．去抖動(dòng)模塊 方案的設(shè)計(jì) 去抖動(dòng)電路采用兩個(gè) D觸發(fā)器和相應(yīng)的門電路來實(shí)現(xiàn)。去抖動(dòng)電路的濾波時(shí)鐘選擇為 1024HZ。兩個(gè) D觸發(fā)器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，經(jīng)觸發(fā)器產(chǎn)生 Q1和 Q2兩個(gè)信號(hào)。那么去抖動(dòng)電路即為 Q1的非與 Q2經(jīng)過一個(gè)與門來實(shí)現(xiàn)。 9 六 . 顯示模塊 方案的設(shè)計(jì) 此部分分為兩個(gè)顯示模塊，一個(gè)是檔位的顯示，另一個(gè)是轉(zhuǎn)速的顯示。 電機(jī)檔位顯示模塊采用 DLED[2..0]的 3 位 2 進(jìn)制來顯示檔位。其檔位顯示在數(shù)碼管 8 中。 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。可以通過數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)速顯示在數(shù)碼管 1 和數(shù)碼管 2 中。 方案的實(shí)現(xiàn) 檔位顯示： 10 轉(zhuǎn)速顯示： 方案的仿真 由上圖可知，頻率計(jì)來顯示速度的大小， D_OUT0 接數(shù)碼管 1，顯示轉(zhuǎn)速的個(gè)位； D_OUT1 接數(shù)碼管 2，顯示轉(zhuǎn)速的十位。 七．總結(jié) 功能驗(yàn)證 通過把設(shè)計(jì)完成的工程下載到 GW48SOPC實(shí)驗(yàn)箱中 FPGA芯片上對(duì)設(shè)計(jì)所要求達(dá)到的功能進(jìn)行驗(yàn)證，通過驗(yàn)證本次設(shè)計(jì)只能 夠完成直流電機(jī)速度顯示、正反轉(zhuǎn)、調(diào)檔、去抖動(dòng)等功能，但是由于能力和時(shí)間的原因沒有實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的閉環(huán)控制，沒有達(dá)到旋轉(zhuǎn)速度可調(diào)設(shè)置的要求。 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。 調(diào)速測(cè)試：將速度分為 5 檔 0、 4。 0 檔表示停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 4 轉(zhuǎn)速依次遞增。 11 正反轉(zhuǎn)測(cè)試：當(dāng)按下按鍵 1 時(shí)，發(fā)光二級(jí)管亮，即正轉(zhuǎn)；再按一下則反轉(zhuǎn)。 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。 設(shè)計(jì)誤差分析 由于本身的能力以及在設(shè)計(jì)中的邏輯分析中有一定的失誤，以及設(shè)計(jì)的過程中一些能夠影響到最終結(jié)果的因素沒有考慮到造成在硬件驗(yàn)證這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)一定的誤差。 系統(tǒng)誤差分析 本次設(shè)計(jì)中速度測(cè)試傳感模塊由于碼盤自身的老化問題最終將導(dǎo)致速度測(cè)試的不準(zhǔn)確性，其次就是示波器測(cè)試額定轉(zhuǎn)速過程中由于與硬件信號(hào)輸出端連線存在一定的問題，再者就是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱有一定的老化及內(nèi)外部接線的不穩(wěn)定性導(dǎo)致的問題，在實(shí)驗(yàn)的過 程中換了幾次實(shí)驗(yàn)箱才找到一個(gè)合適的。 整體仿真 心得體會(huì) 兩周的課程設(shè)計(jì)使自己真的收獲許多，不單單是對(duì)知識(shí)的理解更是深一步的實(shí)際應(yīng)用。把枯燥的課本知識(shí)怎么融合在實(shí)際的操作之中。 在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前，從網(wǎng)上找了許多有關(guān)直流電機(jī)設(shè)計(jì)的文檔，結(jié)合著課本及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書慢慢的理解這個(gè)題目。覺得也沒什么的難的，就是幾個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)，然后組合在一起就可以實(shí)現(xiàn)題目的要求。但真進(jìn)到實(shí)驗(yàn)室之后，按照之前的想法操作后才知道并沒有那么簡(jiǎn)單，并不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的模塊組合，必須是按 12 照要求進(jìn)一步的深化，明確理解各個(gè) 模塊之間的關(guān)系，以此更詳盡的去設(shè)計(jì)各個(gè)模塊的功能。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，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。 通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)直流電機(jī)的工作原理及相關(guān)的控制原理有了進(jìn)一步的
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