【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:由于 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開關(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 1：10000 左右；同樣，由于開關(guān)頻率高，快速響應特性好，動態(tài)抗干擾能力強，可以獲得很寬的頻帶。開關(guān)器件只工作在開關(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，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。正因為直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)有以上的優(yōu)點，并且隨著電力電子器件開關(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，在該領域中大部分應用的是數(shù)字脈寬調(diào)制器與微處理器集為一體的專用控制芯片。電動機調(diào)速系統(tǒng)采用微機實現(xiàn)數(shù)字化控制，是電氣傳動發(fā)展的主要方向之一。采用微機控制后，整個調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)全數(shù)字化，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，操作維護方便，電動機穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速精度可達到較高水平，靜動態(tài)各項指標均能較好地滿足工業(yè)生產(chǎn)中高性能電氣傳動的要求。 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。該單片機穩(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工作時間。內(nèi)部集成的 A/D 口，滿足了系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速信號、電流反饋信號、欠壓信號等模擬信號采集的要求。豐富的中斷資源可準確地采集電機的相位信息，實現(xiàn)工作模式的轉(zhuǎn)換。獨特的哈佛總線結(jié)構(gòu)、極低的功耗、I/O 引腳上拉電路和看門狗電路等使系統(tǒng)有了極高的性價比。由于該芯片價格便宜，性能穩(wěn)定，本控制器設計的基于單片機 PIC16F877 的無刷直流電動升降旗系統(tǒng)防卷旗機構(gòu)和總體技術(shù)研究26機調(diào)速系統(tǒng)具有實際應用價值，并已在現(xiàn)實中得到了應用。 PWM 調(diào)速原理傳統(tǒng)的改變電壓的方法是將一個電阻和電樞串聯(lián)，通過調(diào)節(jié)電阻改變電樞電壓，達到調(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）可以應用在許多方面，如電機調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。在 PWM 驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短，通過改變直流電動電樞上的電壓的“占空比”來改變平均電壓的大小，從而控制電動機的轉(zhuǎn)速，因此，PWM 又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置” 。圖 51 PWM 脈沖與電機轉(zhuǎn)速對應關(guān)系圖 51 表示出電樞電壓占空比和平均電壓的關(guān)系，設電機始終接通電源時，電機轉(zhuǎn)速最大為 V max，占空比 D=t/T，其中 t 表示一個周期內(nèi)高電平時間，T 表示一個脈沖周期，這樣則電機的平均速度為：V d=V maxμD ，其中 μ 為比例常數(shù)，可見只要改變占空比 D，就可以得到不同的電機轉(zhuǎn)速，從而達到調(diào)速的目的。PWM 信號的產(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 PIC16 F877 通過 MPLAB IDE 軟件用匯編語言進行編程從而產(chǎn)生 PWM 信號。升降旗系統(tǒng)防卷旗機構(gòu)和總體技術(shù)研究27 總體設計 總體硬件設計硬件設計是依據(jù)圖 52 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖，設計各處單元電路，最后結(jié)合起來成為完整硬件電路系統(tǒng)。并通過 Protel99 SE 軟件把硬件電路系統(tǒng)繪制出相應的電路原理圖，經(jīng)過各種電氣規(guī)則檢測后，生成 PCB 電路板圖，進而到工廠進行加工制作，做出對應的電路板，再購買需要的材料，焊接電路板，就可得到最終的可實現(xiàn)相應工作的電路板。升降旗系統(tǒng)防卷旗機構(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)防卷旗機構(gòu)和總體技術(shù)研究29圖 53 單片機 PIC16F877 引腳圖單元電路主要包括：單片機的最小系統(tǒng)電路；單片機 I/O 設備電路；電源電路；硬件保護電路；隔離電路；驅(qū)動電路；外接端口電路。其中單片機的最小系統(tǒng)電路、單片機 I/O 設備電路可根據(jù)圖 53 單片機 PIC16F877 引腳圖進行設計；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；硬件保護電路可根據(jù)輸入信號和輸出信號的邏輯關(guān)系搭建邏輯電路；驅(qū)動電路根據(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 接口進行連接電路。單片機的最小系統(tǒng)電路設計是指能使單片機正常工作的最小外圍電路：包括晶振的設計；復位電路的設計；通信電路設計（可省略） 。單片機 I/O 設備電路的設計指限位信號、開關(guān)信號、中斷信號、輸出信號對應的電路設計。電源電路指的是把+12V 的輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的可供單片機使用的+5V 電壓的電路。硬件保護電路指的是硬件上進行剎車的相應的邏輯電路。驅(qū)動電路指處理 PWM 信號、方向信號和剎車信號并驅(qū)動電機的電路。外圍端口電路指實現(xiàn)電路板與外界各種信號和電源相連的電路。升降旗系統(tǒng)防卷旗機構(gòu)和總體技術(shù)研究30 總體軟件設計模塊化設計是軟件設計的基本方法。模塊化設計思想是將一個功能較多，程序量較大的程序整體按功能分成若干獨立程序模塊。分別調(diào)試完善形成一體。故可把整個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)正常運行程序；反轉(zhuǎn)正常運行程序等。這樣大大的簡化了編程難度，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)行相應的操作。軟件設計要注意：1. 采用匯編語言編程，匯編具有執(zhí)行速度快占用內(nèi)存少有點，適合于實時控制。2. 完成基本任務后，軟件設計考慮系統(tǒng)可靠性和抗干擾。3. 合理選擇控制控制算法，達到要求精度對存儲器作統(tǒng)一安排。4. 畫程序模塊流程圖，說明其功能，對程序指令加以必要的注釋，以便閱讀。5. 主程序和各個模塊設計完成后，連接成一個完整程序。 總體軟件仿真設計本設計在制作電路板前可用 Proteus 7 電路仿真軟件進行仿真，進一步檢測硬件電路和軟件設計是否正確匹配，能不能實現(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，畢竟只是對現(xiàn)實的仿真，與事實中的硬片有一定差別。可參考該軟件進行電路及軟件設計。 本章小結(jié)本章主要介紹了升降機構(gòu)的控制系統(tǒng)，對 PIC 單片機的特點、調(diào)速方式、微處理器、PWM 調(diào)速原理做了系統(tǒng)的介紹。同時也做出總體方案的設計、硬件的設計、軟件設計等總體設計思路。Comment [b12]: 黑體，小二，居中內(nèi)容采用宋體、小四升降旗系統(tǒng)防卷旗機構(gòu)和總體技術(shù)研究31結(jié) 論本文探索性設計出升旗機構(gòu)中的防卷機構(gòu)，自動手動升旗機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分布，通過現(xiàn)有整體尺寸對零部件進行了具體的計算、校核。方案設計后得出如下結(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. 該升降機構(gòu)進行進一步工程化、產(chǎn)品化，可以取代傳統(tǒng)的升旗機構(gòu)，因為任何重要場所都有國旗所在，所以該設計在生活中有一定意義。本課題在以下幾個方面還有待于進一步開展工作：1. 更改蝸桿的提升自鎖機構(gòu)；2. 更改控制系統(tǒng)，實現(xiàn)完全聲控；3. 做旗幟的裝卸機構(gòu)，實現(xiàn)完全自動化；4. 把該設計產(chǎn)品化。Comment [b13]: 黑體，小二，居中Comment [b14]: （按正文中出現(xiàn)順序標識參考文獻編號，編號用阿拉伯數(shù)字置于“[]”中，置于所有內(nèi)容最末端，按上標處理。如XXXXX[1] 。論文中引用文獻原文應加引號，若引用愿意，文前用冒號或逗號，不用引號。較完整的長段引文應提行獨立成段，即在冒號后另起一段。 ）參考文獻編寫規(guī)定： 連續(xù)出版社：[序號] 主要責[J].，卷號（期號）：起至頁碼. 專注：[序號] 獻題名[M]. ，出版年：起至頁碼. 論文集：[序號] 主要責任者.文獻題名[C].地：出版者，出版年：起至頁碼. 學位論文：[序號] 主要責任者. 文獻題名[D]. 保存地：保存單位，年份. 報告：[序號] 主要責任者. 文獻題名[R]. 報告地：報告會主辦單位，年份. 專利文獻：[序號] 專利所有[P].專利國別：專利號，發(fā)布日期. 國際、國家標準：[序號]標準代號，標準名稱[S].出版地：出版者，出版年. 報紙文章：[序號] 主要責任者. 文獻題名[N]. 報紙名，出版日期（版次）. 電子文獻：[序號] 主要責任[文獻類型/載體類型].電子文獻的出版或可獲得地址，發(fā)表或更新日期/引用日期.主要責任者為多人時，一般只列出 3名作者，不同作者姓名間用逗號相隔。外文姓名按國際慣例，將作者名的縮寫置前，作者姓置后。學術(shù)刊物文獻無卷號的可略去此項，直接寫“年， （期） ”。英文文獻標題除第一個詞首字母大寫外，其余為小寫；俄文文獻名第一個詞和專用名詞的第一個字母大寫，其余為小寫；日文文獻，人名的漢字須用日文漢字，不使用中文漢字及其簡化漢字。升降旗系統(tǒng)防卷旗機構(gòu)和總體技術(shù)研究32參 考 文 獻[1] 濮良貴, 紀名剛. 機械設計[M]. 北京: 高等教育出版社, 1999: 101132.[2] :上冊，下冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1994.[3] [M].: 機械工業(yè)出版社,1992.[4] [M]. 北京: 機械工業(yè)出版社,1996.[5] [M]. 胡茂松,: 科學出版社,1980.[6] [M].2 版. 北京: 高等教育出版社,1986.[7] [M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 1988.[8] (第四版 第四卷). 北京: 化學工業(yè)出版社,2022.[9] 席偉光, 楊光, 李波. 機械設計課程設計. 北京: 高等教育出版社 , 2022.[10] 徐錦康. 機械設計. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2022.[11] 任金泉. 機械設計課程設計. 西安: 西安交通大學出版社 , 2022.[12] 王宗榮. 工程圖學. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2022.[13] 朱孝錄. 中國機械設計大典( 第四卷). 南昌: 江西科學技術(shù)出版社, 2022.[14] 宋昭祥. 機械制造基礎. 北京: 高等教育出版社, 1998. [15] 陸玉, 何在洲, 佟延偉. 機械設計課程設計( 第三版). 北京: 機械工業(yè)出版社, 2022.[16] 龔桂義. 機械設計課程設計圖冊( 第三版). 北京: 高等教育出版社, 1989.[17] 馬驍. 旗幟不被纏繞的升降旗桿[P]. 中國專利: CN2672213, 20220119.[18] 唐國添. 轉(zhuǎn)動式旗桿[P]. 中國專利: CN2268753, 19971126.[19] 張筱逸. 防纏繞旗桿[P]. 中國專利: CN202221747, 20221007.[20] 劉學文. 風動旗桿[P]. 中國專利: CN2725435, 20220914.[21] 宋寶玉, 吳宗澤. 機械設計課程設計指導書. 北京: 高等教育出版社 , .[22] 王振海. 轉(zhuǎn)動旗桿[P]. 中國專利: CN2412963, 20220103.[23] 陳國先. PIC 單片機原理與接口技術(shù) [M]. 北京: 電子工業(yè)出版社 , .[24] 劉篤仁. PIC 軟硬件系統(tǒng)設計 [M]. 北京: 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 , .[25] 胡偉. 單片機 C程序設計與應用實例[M]. 北京: 人民郵電出版社, .[26] 羅翼, 張宏偉. PIC 單片機應用系統(tǒng)開發(fā)典型實例 [M]. 北京: 中國電力出版社, .[27] 楊圣. PIC 系列單片機的原理與實踐 [M]. 北京: 中國科學技術(shù)大學出版社 ,2022.[28] 李榮正, 劉啟中, 陳學軍. PIC 單片機原理及應用(第二版)[M]. 北京: 北京航空航天大學出版 .編號頂格，加“[]”空一格寫作者名中文內(nèi)容用宋體，五號。英文用Times New Roman，五號。標點符號一律采用半角字體。換行時與作者名第一個字對齊,可以通過懸掛縮進實現(xiàn)。Comment [b15]: 黑體，小二，居中內(nèi)容采用宋體小四號（對導師和給予指導或協(xié)助完成研究工作的組織和個人表示感謝，文字要簡潔、實事求是，切忌浮夸和庸俗之詞。 ）升降旗系統(tǒng)防卷旗機構(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……。