【正文】 速系統(tǒng)、可控整流式調(diào)速系統(tǒng)、直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)三種。旋轉(zhuǎn)交流電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)目前已被淘汰。直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)與可控整流式調(diào)速系統(tǒng)（VM 系統(tǒng)）相比有下列優(yōu)點(diǎn):由于 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可獲得平穩(wěn)的直流電流，低速特性好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá) 1：10000 左右；同樣，由于開(kāi)關(guān)頻率高，快速響應(yīng)特性好，動(dòng)態(tài)抗干擾能力強(qiáng)，可以獲得很寬的頻帶。開(kāi)關(guān)器件只工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，主電路損耗小，裝置效率高 。直流電源采用不控制整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。正因?yàn)橹绷?PWM 調(diào)速系統(tǒng)有以上的優(yōu)點(diǎn)，并且隨著電力電子器件開(kāi)關(guān)性能的不斷提高，直流脈寬調(diào)制( PWM) 技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字電路 PWM已被大規(guī)模集成電路所取代，這就使得數(shù)字調(diào)制技術(shù)成為可能。目前，在該領(lǐng)域中大部分應(yīng)用的是數(shù)字脈寬調(diào)制器與微處理器集為一體的專(zhuān)用控制芯片。電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，是電氣傳動(dòng)發(fā)展的主要方向之一。采用微機(jī)控制后，整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，操作維護(hù)方便，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速精度可達(dá)到較高水平，靜動(dòng)態(tài)各項(xiàng)指標(biāo)均能較好地滿足工業(yè)生產(chǎn)中高性能電氣傳動(dòng)的要求。 微處理器的選擇PIC16F877 是 Microchip 公司生產(chǎn)的一款具有 RISC 結(jié)構(gòu)的高性能中檔單片機(jī)。該單片機(jī)穩(wěn)定性好，引腳具有的防瞬態(tài)能力給系統(tǒng)提供了穩(wěn)定保障。其具有的PWM（脈寬調(diào)制）輸出功能，節(jié)省了外圍電路和單片機(jī)工作時(shí)間。內(nèi)部集成的 A/D 口，滿足了系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)、電流反饋信號(hào)、欠壓信號(hào)等模擬信號(hào)采集的要求。豐富的中斷資源可準(zhǔn)確地采集電機(jī)的相位信息，實(shí)現(xiàn)工作模式的轉(zhuǎn)換。獨(dú)特的哈佛總線結(jié)構(gòu)、極低的功耗、I/O 引腳上拉電路和看門(mén)狗電路等使系統(tǒng)有了極高的性價(jià)比。由于該芯片價(jià)格便宜，性能穩(wěn)定，本控制器設(shè)計(jì)的基于單片機(jī) PIC16F877 的無(wú)刷直流電動(dòng)升降旗系統(tǒng)防卷旗機(jī)構(gòu)和總體技術(shù)研究26機(jī)調(diào)速系統(tǒng)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，并已在現(xiàn)實(shí)中得到了應(yīng)用。 PWM 調(diào)速原理傳統(tǒng)的改變電壓的方法是將一個(gè)電阻和電樞串聯(lián)，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻改變電樞電壓，達(dá)到調(diào)速的目的，這種方法效率低。隨著電力電子的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的電樞電壓控制方法。如：由交流電源供電，使用晶閘管整流器進(jìn)行相控調(diào)壓；脈寬調(diào)制（PWM ）調(diào)壓等等。其中脈寬調(diào)制（PWM）可以應(yīng)用在許多方面，如電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。在 PWM 驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)電源，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短，通過(guò)改變直流電動(dòng)電樞上的電壓的“占空比”來(lái)改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此，PWM 又被稱(chēng)為“開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置” 。圖 51 PWM 脈沖與電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)關(guān)系圖 51 表示出電樞電壓占空比和平均電壓的關(guān)系，設(shè)電機(jī)始終接通電源時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為 V max，占空比 D=t/T，其中 t 表示一個(gè)周期內(nèi)高電平時(shí)間，T 表示一個(gè)脈沖周期，這樣則電機(jī)的平均速度為：V d=V maxμD ，其中 μ 為比例常數(shù)，可見(jiàn)只要改變占空比 D，就可以得到不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)速的目的。PWM 信號(hào)的產(chǎn)生有兩種方法：一種是硬件的方法；一種是軟件的方法。本文主要介紹利用單片機(jī) PIC16 F877 通過(guò) MPLAB IDE 軟件用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程從而產(chǎn)生 PWM 信號(hào)。升降旗系統(tǒng)防卷旗機(jī)構(gòu)和總體技術(shù)研究27 總體設(shè)計(jì) 總體硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)是依據(jù)圖 52 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖，設(shè)計(jì)各處單元電路，最后結(jié)合起來(lái)成為完整硬件電路系統(tǒng)。并通過(guò) Protel99 SE 軟件把硬件電路系統(tǒng)繪制出相應(yīng)的電路原理圖，經(jīng)過(guò)各種電氣規(guī)則檢測(cè)后，生成 PCB 電路板圖，進(jìn)而到工廠進(jìn)行加工制作，做出對(duì)應(yīng)的電路板，再購(gòu)買(mǎi)需要的材料，焊接電路板，就可得到最終的可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)工作的電路板。升降旗系統(tǒng)防卷旗機(jī)構(gòu)和總體技術(shù)研究28圖 52 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖升降旗系統(tǒng)防卷旗機(jī)構(gòu)和總體技術(shù)研究29圖 53 單片機(jī) PIC16F877 引腳圖單元電路主要包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)的最小系統(tǒng)電路；單片機(jī) I/O 設(shè)備電路；電源電路；硬件保護(hù)電路；隔離電路；驅(qū)動(dòng)電路；外接端口電路。其中單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路、單片機(jī) I/O 設(shè)備電路可根據(jù)圖 53 單片機(jī) PIC16F877 引腳圖進(jìn)行設(shè)計(jì)；電源電路可選用 MC78L05CG 電壓穩(wěn)壓器， 并根據(jù)其原理圖搭建電路；硬件保護(hù)電路可根據(jù)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的邏輯關(guān)系搭建邏輯電路；驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所選芯片 LMD18200 原理圖搭建電路；隔離電路可選用 TLP521 并根據(jù)其技術(shù)參數(shù)搭建電路；外接端口電路可選用DB 接口進(jìn)行連接電路。單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)是指能使單片機(jī)正常工作的最小外圍電路：包括晶振的設(shè)計(jì)；復(fù)位電路的設(shè)計(jì)；通信電路設(shè)計(jì)（可省略） 。單片機(jī) I/O 設(shè)備電路的設(shè)計(jì)指限位信號(hào)、開(kāi)關(guān)信號(hào)、中斷信號(hào)、輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的電路設(shè)計(jì)。電源電路指的是把+12V 的輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的可供單片機(jī)使用的+5V 電壓的電路。硬件保護(hù)電路指的是硬件上進(jìn)行剎車(chē)的相應(yīng)的邏輯電路。驅(qū)動(dòng)電路指處理 PWM 信號(hào)、方向信號(hào)和剎車(chē)信號(hào)并驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電路。外圍端口電路指實(shí)現(xiàn)電路板與外界各種信號(hào)和電源相連的電路。升降旗系統(tǒng)防卷旗機(jī)構(gòu)和總體技術(shù)研究30 總體軟件設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)是軟件設(shè)計(jì)的基本方法。模塊化設(shè)計(jì)思想是將一個(gè)功能較多，程序量較大的程序整體按功能分成若干獨(dú)立程序模塊。分別調(diào)試完善形成一體。故可把整個(gè)程序分為初始化程序；查詢程序；正轉(zhuǎn)調(diào)速程序；反轉(zhuǎn)調(diào)速程序；正轉(zhuǎn)正常運(yùn)行程序；反轉(zhuǎn)正常運(yùn)行程序等。這樣大大的簡(jiǎn)化了編程難度，使程序條理化、清晰化。本系統(tǒng)主程序結(jié)構(gòu)是進(jìn)行各種初始化，查詢按鍵狀態(tài)，并根據(jù)按鍵狀態(tài)執(zhí)行相應(yīng)的操作。軟件設(shè)計(jì)要注意：1. 采用匯編語(yǔ)言編程，匯編具有執(zhí)行速度快占用內(nèi)存少有點(diǎn)，適合于實(shí)時(shí)控制。2. 完成基本任務(wù)后，軟件設(shè)計(jì)考慮系統(tǒng)可靠性和抗干擾。3. 合理選擇控制控制算法，達(dá)到要求精度對(duì)存儲(chǔ)器作統(tǒng)一安排。4. 畫(huà)程序模塊流程圖，說(shuō)明其功能，對(duì)程序指令加以必要的注釋?zhuān)员汩喿x。5. 主程序和各個(gè)模塊設(shè)計(jì)完成后，連接成一個(gè)完整程序。 總體軟件仿真設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)在制作電路板前可用 Proteus 7 電路仿真軟件進(jìn)行仿真，進(jìn)一步檢測(cè)硬件電路和軟件設(shè)計(jì)是否正確匹配，能不能實(shí)現(xiàn)所需功能。這樣調(diào)試程序及電路更直觀、方便，更容易編出合理正確的程序。但也不能完全憑借它調(diào)節(jié)軟件及電路，畢竟只是對(duì)現(xiàn)實(shí)的仿真，與事實(shí)中的硬片有一定差別。可參考該軟件進(jìn)行電路及軟件設(shè)計(jì)。 本章小結(jié)本章主要介紹了升降機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，對(duì) PIC 單片機(jī)的特點(diǎn)、調(diào)速方式、微處理器、PWM 調(diào)速原理做了系統(tǒng)的介紹。同時(shí)也做出總體方案的設(shè)計(jì)、硬件的設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等總體設(shè)計(jì)思路。Comment [b12]: 黑體，小二，居中內(nèi)容采用宋體、小四升降旗系統(tǒng)防卷旗機(jī)構(gòu)和總體技術(shù)研究31結(jié) 論本文探索性設(shè)計(jì)出升旗機(jī)構(gòu)中的防卷機(jī)構(gòu)，自動(dòng)手動(dòng)升旗機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分布，通過(guò)現(xiàn)有整體尺寸對(duì)零部件進(jìn)行了具體的計(jì)算、校核。方案設(shè)計(jì)后得出如下結(jié)論：1. 本文探索并研究出一種新型的升旗結(jié)構(gòu)。2. 影響升降效果的主要因素有：焊接精度；控制系統(tǒng)的控制精度；材料性能等。3. 該升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步工程化、產(chǎn)品化，可以取代傳統(tǒng)的升旗機(jī)構(gòu)，因?yàn)槿魏沃匾獔?chǎng)所都有國(guó)旗所在，所以該設(shè)計(jì)在生活中有一定意義。本課題在以下幾個(gè)方面還有待于進(jìn)一步開(kāi)展工作：1. 更改蝸桿的提升自鎖機(jī)構(gòu)；2. 更改控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)完全聲控；3. 做旗幟的裝卸機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化；4. 把該設(shè)計(jì)產(chǎn)品化。Comment [b13]: 黑體，小二，居中Comment [b14]: （按正文中出現(xiàn)順序標(biāo)識(shí)參考文獻(xiàn)編號(hào)，編號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字置于“[]”中，置于所有內(nèi)容最末端，按上標(biāo)處理。如XXXXX[1] 。論文中引用文獻(xiàn)原文應(yīng)加引號(hào)，若引用愿意，文前用冒號(hào)或逗號(hào)，不用引號(hào)。較完整的長(zhǎng)段引文應(yīng)提行獨(dú)立成段，即在冒號(hào)后另起一段。 ）參考文獻(xiàn)編寫(xiě)規(guī)定： 連續(xù)出版社：[序號(hào)] 主要責(zé)[J].，卷號(hào)（期號(hào)）：起至頁(yè)碼. 專(zhuān)注：[序號(hào)] 獻(xiàn)題名[M]. ，出版年：起至頁(yè)碼. 論文集：[序號(hào)] 主要責(zé)任者.文獻(xiàn)題名[C].地：出版者，出版年：起至頁(yè)碼. 學(xué)位論文：[序號(hào)] 主要責(zé)任者. 文獻(xiàn)題名[D]. 保存地：保存單位，年份. 報(bào)告：[序號(hào)] 主要責(zé)任者. 文獻(xiàn)題名[R]. 報(bào)告地：報(bào)告會(huì)主辦單位，年份. 專(zhuān)利文獻(xiàn)：[序號(hào)] 專(zhuān)利所有[P].專(zhuān)利國(guó)別：專(zhuān)利號(hào)，發(fā)布日期. 國(guó)際、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：[序號(hào)]標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)[S].出版地：出版者，出版年. 報(bào)紙文章：[序號(hào)] 主要責(zé)任者. 文獻(xiàn)題名[N]. 報(bào)紙名，出版日期（版次）. 電子文獻(xiàn)：[序號(hào)] 主要責(zé)任[文獻(xiàn)類(lèi)型/載體類(lèi)型].電子文獻(xiàn)的出版或可獲得地址，發(fā)表或更新日期/引用日期.主要責(zé)任者為多人時(shí)，一般只列出 3名作者，不同作者姓名間用逗號(hào)相隔。外文姓名按國(guó)際慣例，將作者名的縮寫(xiě)置前，作者姓置后。學(xué)術(shù)刊物文獻(xiàn)無(wú)卷號(hào)的可略去此項(xiàng)，直接寫(xiě)“年， （期） ”。英文文獻(xiàn)標(biāo)題除第一個(gè)詞首字母大寫(xiě)外，其余為小寫(xiě)；俄文文獻(xiàn)名第一個(gè)詞和專(zhuān)用名詞的第一個(gè)字母大寫(xiě)，其余為小寫(xiě)；日文文獻(xiàn)，人名的漢字須用日文漢字，不使用中文漢字及其簡(jiǎn)化漢字。升降旗系統(tǒng)防卷旗機(jī)構(gòu)和總體技術(shù)研究32參 考 文 獻(xiàn)[1] 濮良貴, 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京: 高等教育出版社, 1999: 101132.[2] :上冊(cè)，下冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.[3] [M].: 機(jī)械工業(yè)出版社,1992.[4] [M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1996.[5] [M]. 胡茂松,: 科學(xué)出版社,1980.[6] [M].2 版. 北京: 高等教育出版社,1986.[7] [M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1988.[8] (第四版 第四卷). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2022.[9] 席偉光, 楊光, 李波. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 北京: 高等教育出版社 , 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PIC 單片機(jī)原理及應(yīng)用(第二版)[M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版 .編號(hào)頂格，加“[]”空一格寫(xiě)作者名中文內(nèi)容用宋體，五號(hào)。英文用Times New Roman，五號(hào)。標(biāo)點(diǎn)符號(hào)一律采用半角字體。換行時(shí)與作者名第一個(gè)字對(duì)齊,可以通過(guò)懸掛縮進(jìn)實(shí)現(xiàn)。Comment [b15]: 黑體，小二，居中內(nèi)容采用宋體小四號(hào)（對(duì)導(dǎo)師和給予指導(dǎo)或協(xié)助完成研究工作的組織和個(gè)人表示感謝，文字要簡(jiǎn)潔、實(shí)事求是，切忌浮夸和庸俗之詞。 ）升降旗系統(tǒng)防卷旗機(jī)構(gòu)和總體技術(shù)研究33致 謝值此畢業(yè)之際，我要向 xxx老師致以崇高的敬意和衷心的感謝……。