【正文】 機(jī)的各相繞組按一定的順序工作?？梢钥闯?，轉(zhuǎn)速和 U、 I 有關(guān)，并且可控量只有這兩個(gè)，我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)這兩個(gè)量來(lái)改變轉(zhuǎn)速 。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到另一組信號(hào)的位置時(shí)，控制部又再開啟下一組功率器件，如此循環(huán)電機(jī)就可以依同一方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)直到控制部決定要電機(jī)轉(zhuǎn)子停止則關(guān)閉功率器件。在控制部分和 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 部分之間用光耦 隔開，以免 影響控制部分電源的品質(zhì)。所以選用 雙電源供電 。即 P P11 控制第一個(gè)電機(jī)的方向，輸入的： PWMl 控制第一個(gè)電機(jī)的速 度； P1 P13 控制第二個(gè)電機(jī)的方向，輸入的 PWM2控制第二個(gè)電機(jī)的速度。 1298 的邏輯功能如表 1 所列。 L298 可驅(qū)動(dòng) 2 個(gè)電機(jī)， OUTl、 OUT2 和 OUT OUT4 之間分別接 2個(gè) 電動(dòng)機(jī) 。是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，即內(nèi)含二個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全 橋式 驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平 信號(hào)，可驅(qū)動(dòng) 46V、 2A 以下的電機(jī)。其內(nèi)部原理是采用 H 橋式 差動(dòng)放大。對(duì)于直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制的要求有穩(wěn)速、調(diào)速、加速或減速三個(gè) 方面，而在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于后兩個(gè)要求已能很好地實(shí)現(xiàn)，但工程應(yīng)用中穩(wěn)速指標(biāo)卻往往不能達(dá)到預(yù)期的效果，穩(wěn)速要求即以一定的精度在所需要的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，在各種干擾不允許有過(guò)大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)。但是現(xiàn)在，隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，半導(dǎo)體開關(guān)器件的價(jià)格迅速下降，加入了半導(dǎo)體開關(guān)器件，高性能小型直流電機(jī)固有的優(yōu)點(diǎn)是從新整合，已成為一個(gè)源體積小，效率高，穩(wěn)定可控，便宜。通常說(shuō)的“直流電機(jī)”是指一個(gè)馬達(dá)碳刷換向器，高效電機(jī)，速度和開放，因此在重量或尺寸相同的條件下，利用高速動(dòng)力性得到幾次在交流電機(jī)，因此被廣泛應(yīng)用于便攜式電動(dòng)工具是對(duì)的尺寸和重量非常敏感。因此，直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速要求較高的機(jī)械廣泛用于保持轉(zhuǎn)矩，但因?yàn)樾枰S護(hù)換向器，更多的麻煩， 3000 小時(shí)左右更換刷。基于單片機(jī)的數(shù)字控制電機(jī)速度控制系統(tǒng)，是一種電氣傳動(dòng) 的主要發(fā)展方向，該調(diào)速系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，操作維修方便。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，使得許多控制功能和算法可以用來(lái)完成軟件技術(shù)，提供了更多的靈活性來(lái)控制直流電機(jī)，并且該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更高的性能?；?ARM9 的直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 直流電動(dòng)在現(xiàn)在生活中的各個(gè)方面越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，直流電機(jī)的速度控制是保護(hù)電機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要技術(shù)。直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好，能耗低，減整器效率高達(dá)百分之九十六，性能優(yōu)越，振動(dòng)小，噪音低等低點(diǎn)，因此在許多行業(yè)中仍有應(yīng)用。利用單片機(jī)控制系統(tǒng)，可以降低系統(tǒng)成本，節(jié)約人力資源，提高工作效率。 關(guān)鍵詞 ： 直流電機(jī)， 電子 ， 單片機(jī) Abstract Application of DC electric in the present life in all respects more and more widely,the DC motor speed control is to protect an important technology of motorapplications. DC motor has good speed performance, low energy consumption,reducing the whole device efficiency as high as niysix percent, superior performance, small vibration, low noise low, so in many industries are still applied. With the development of electronic technology, makes many control functions andalgorithms can be used to plete the software technology, provides more flexibility to control DC motor, and the system can achieve higher performance. The use of singlechip microputer control system, can reduce the system cost,saving human resources, improve work efficiency. Single chip digital control of motor speed control system based on, is the main development direction of anelectric driving, the adjustable speed system has the advantages of simple structure, high reliability, convenient operation and maintenance. Keywords: DC motor, electronics, MCU 目 錄 1引 言 ??????????????????????????? 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 主 題意義 ?????????????????????? 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容分析 ?????????????????????? 1 引 言 在當(dāng)今的計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)的快速發(fā)展，快速發(fā)展，直流電動(dòng)機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)電力驅(qū)動(dòng)的直流電機(jī)，它 具有良好的起動(dòng)性能，并能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較寬的調(diào)速范圍。 直流電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)交流電源驅(qū)動(dòng)，根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)。直流電機(jī)的高速特性是其致命的缺點(diǎn)，由其自身的結(jié)構(gòu)其速度，電源電壓和負(fù)載量和決策，所以過(guò)去的負(fù)荷變 化較大的場(chǎng)合沒(méi)有它。 基于 ARM9 的直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 徐迎夏 機(jī)電一體化 高起專 2020 春季 137163210041 畢業(yè)設(shè)計(jì)主題意義 直流電機(jī)是常用的動(dòng)力提供原件，在日常生活中占據(jù)著十分重要的地位，研究直流電機(jī)的速度控制，有十分重要的意義。 直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理 直流電機(jī) 一般是小型的電機(jī)一般采用 L298N 驅(qū)動(dòng)，他一般可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩電機(jī)，如果擔(dān)心驅(qū)動(dòng)不夠就可以采用兩個(gè) L298N。 L298N是 SGS 公司 的產(chǎn)品，內(nèi)部包含 4 通道邏輯 驅(qū)動(dòng)電路 。其 引腳 排列如圖 1 中 U4 所示， 1 腳和 15 腳可單獨(dú)引出連接電流 采樣電阻 器，形成電流傳感信號(hào)。 12 腳接輸入控制電平， 控制電機(jī) 的正反轉(zhuǎn)， ENA， ENB 接控制 使能端 ， 控制電機(jī) 的停轉(zhuǎn)。表 1 L298N的邏輯功能 Intel8253輸出二組 PWM 波，每一組 PWM 波用來(lái)控制一個(gè)電機(jī)的速 度．另外二個(gè) I／ O 口可以 控制電機(jī) 的正反轉(zhuǎn)．控制方法與控制電路都比較簡(jiǎn)單。 由于電機(jī)在正常工作時(shí)對(duì)電源的干擾很大，只用一組電源時(shí)會(huì)影響 單片機(jī) 的正常工作。一組 5V 電源給 單片機(jī) 和控制電路供電，另外一組 5V、 9V 電源給 L298N的 +VSS、 +VS 供電。 要讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，控制部就必須根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子目前所在位置（霍爾傳感器感應(yīng)位置或計(jì)算位置），依照定子繞線決定開啟 (或關(guān)閉 )換流器中功率器件 (MOSFET/IGBT 等 )的順序，使電流按序流經(jīng)電機(jī)線圈產(chǎn)生順向 (或逆向 )旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子的磁鐵相互作用，使電機(jī)順時(shí)/逆時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。 直流電機(jī)調(diào)速原理 直流電機(jī) 的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下： n=(UIR)/Kφ，其中 U 為 電樞 端電壓， I 為 電樞電流 ， R 為電樞 電路總電阻，φ為每極 磁通量 ， K 為 電動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu)參數(shù)。我們知道， I 可以通過(guò)改變電壓進(jìn)行改變，而我們常提到的 PWM 控制也就是用來(lái)調(diào)節(jié)電壓 波形 的常用方法，這里我們也就是用 PWM 控制來(lái)進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的。 圖 11 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)工作原理示意圖 如圖 11所示，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（順時(shí)針）到圖 a所示的位置時(shí)，轉(zhuǎn)子位置傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)控制電路邏輯變換后驅(qū)動(dòng)逆變器，使 T T6 導(dǎo)通，即 A、 B兩相繞組通電，電流從電源的正極流出，經(jīng) T1流入 A相繞組，再?gòu)?B相繞組流出，經(jīng) T6回到電源的負(fù)極，此時(shí)定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用，使電機(jī)的轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用，使電機(jī)的轉(zhuǎn)子繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 在次期間，轉(zhuǎn)子始終受到順時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩作用，沿順時(shí)針?lè)较蜻B續(xù)旋轉(zhuǎn)。可見(jiàn)，電機(jī)有 6種磁狀態(tài)，每一狀態(tài)有兩相導(dǎo)通，每相繞組的導(dǎo)通時(shí)間對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 120電角度 。 2．無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)與輸出開關(guān)管換流信號(hào) 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的位置一般采用三個(gè)在空間上相隔 120電角度的霍爾位置傳感器進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)位于霍爾傳感器位置處的磁場(chǎng)極性發(fā)生變化時(shí)，傳感器的輸出電平將發(fā)生改變，由于三個(gè)霍爾傳感器位檢測(cè)元件的位置在空間上各差 120電角度，因此從這三個(gè)檢測(cè)元件輸出端可以獲得三個(gè)在時(shí)間上互差 120度、寬度為 180度的電平信號(hào)，分別用 A、 B、 C來(lái)表示，如圖 12所示，以信號(hào) A為例， A相位置寬度 為 180電導(dǎo)角：在 060度， T1必須導(dǎo)通，故 T1狀態(tài)為 1，而 C相還剩下 60度通電寬度，所以此段時(shí)間為 T1和 T6等于 1，（此時(shí)下部可供導(dǎo)通的管子為 T T6和 T2，而為避免橋臂直通， T4不能導(dǎo)通； T2的導(dǎo)通時(shí)間未到，故只能是 T6導(dǎo)通）；而在60度 — 120度，此時(shí)只有 A相通電， B和 C相處于非導(dǎo)電期，故導(dǎo)通的開關(guān)管為 T1和 T2（ T1和 T2等于 1），其中 T2是為 B相導(dǎo)電作準(zhǔn)備；而在 120度 — 180度時(shí)，由于 每一相只有 120電導(dǎo)角導(dǎo)電時(shí)間，故此時(shí) T1關(guān)斷（ T1=0）， T2仍然導(dǎo)通（ B相開始進(jìn)入導(dǎo)電期），此時(shí)可知 ， T1關(guān)斷， T5不能開通（防止橋臂直通），則此時(shí)只能開通 T3，所以 T3信號(hào)此時(shí)間段為 1。 理論上，只要保證三個(gè)位置傳感器在空間上互差 120度，開關(guān)管的換流時(shí)刻總是可以推算出來(lái)的。同理，其他開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻也可以按同樣方法確定。 圖 12 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)位置檢測(cè)及開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào) 表 12 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)直流通電控制方式開關(guān)切換表 旋轉(zhuǎn)方向 位置傳感器 逆變橋開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào) A B C T1 T2 T3 T4 T5 T6 正轉(zhuǎn) 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 反轉(zhuǎn) 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 機(jī)械特性 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為：