【正文】 R內(nèi)/CrCc (11)其中：U—電壓；—勵磁繞組本身的電阻；—每極磁通(Wb)Cc—電勢常數(shù)；Cr—轉(zhuǎn)矩常量直流電動機轉(zhuǎn)速的控制方法可分為兩類：勵磁控制法與電樞電壓控制法。直流電機模型見圖11。當線圈中流過電流時，線圈受到電磁力作用，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。需要能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運行要求，從而對直流電機的調(diào)速提出了較高的要求，改變電樞回路電阻調(diào)速，改變電樞電壓調(diào)速等技術(shù)已遠遠不能滿足要求，這時通過PWM方式控制直流電機調(diào)速的方法應(yīng)運而生。直流它具有優(yōu)良的調(diào)速特性,調(diào)速平滑、方便,調(diào)速范圍廣。目前，直流電動機調(diào)速系統(tǒng)數(shù)字化已經(jīng)走向?qū)嵱没?，伴隨著電子技術(shù)的高度發(fā)展，促使直流電機調(diào)速逐步從模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，特別是單片機技術(shù)的應(yīng)用，使直流電機調(diào)速技術(shù)又進入到一個新的階段，智能化、高可靠性已成為它發(fā)展的趨勢。現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展，改變了世界，也改變了人類的生活。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用模擬元件，雖在一定程度上滿足了生產(chǎn)要求，但是因為元件容易老化和在使用中易受外界干擾影響，并且線路復(fù)雜、通用性差，控制效果受到器件性能、溫度等因素的影響，故系統(tǒng)的運行可靠性及準確性得不到保證，甚至出現(xiàn)事故。因此，調(diào)速技術(shù)一直是研究的熱點直流電動機在冶金、礦山、化工、交通、機械、紡織、航空等領(lǐng)域中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，電動機作為把電能轉(zhuǎn)換為機械能的主要設(shè)備，一是要具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率；二是應(yīng)能根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求調(diào)整轉(zhuǎn)速。隨著單片機技術(shù)的日新月異，使得許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來完成，為直流電動機的控制提供了更大的靈活性，并使系統(tǒng)能達到更高的性能。從控制的角度來看，直流調(diào)速還是交流拖動系統(tǒng)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞： PWM信號；IR2110；PID運算The Design Of Direct Current Motor Speed Regulation在軟件方面，文章中詳細介紹了PID運算程序，初始化程序等的編寫思路和具體的程序?qū)崿F(xiàn)。文章介紹了AT89S52的詳細參數(shù)，并對PWM信號的原理、產(chǎn)生方法、以及如何通過軟件編程對PWM信號占空比進行調(diào)節(jié)，從而控制其輸入信號波形等均作了闡述。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。參考文獻：[1] 求實科技 編著 單片機典型模塊設(shè)計實例導(dǎo)航 人民郵電出版社 2006年[2] 單片機實訓教程 李雅軒等編 北京航空航天大學出版社 2006年[3] 電力電子技術(shù) 王兆安等編 機械工業(yè)出版社 2009年[4]電氣自動控制原理與系統(tǒng) 陳渝光主編 機械工業(yè)出版社 2007年 完 成 期 限 指導(dǎo)教師簽名： 專業(yè)負責人簽名： 年 月 日5單片機控制直流電機PWM調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。選擇可以構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)的方案、選擇所需器件和模塊、以及IGBT管組成橋式斬波電路。要求設(shè)計一個閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，通過外接鍵盤及按鈕實現(xiàn)直流電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及速度調(diào)節(jié)控制。研究以單片機AT89S52和IR2110控制的直流電機脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)。本學位論文原創(chuàng)性聲明的法律責任由本人承擔。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。 學校代碼：11517 學 號：200807111138 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 畢業(yè)設(shè)計題 目 單片機控制直流電機PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與仿真 河南工程學院論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解河南工程學院關(guān)于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，同意如下各項內(nèi)容：按照學校要求提交論文的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或者機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學?？梢赃m當復(fù)制論文的部分或全部內(nèi)容用于學術(shù)活動。論文作者簽名： 年 月 日 河南工程學院畢業(yè)設(shè)計(論文)原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文，是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，進行研究工作所取得的成果。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。論文作者簽名： 年 月 日河南工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目 單片機控制直流電機PWM系統(tǒng)設(shè)計與仿真 專業(yè) 電氣工程及其自動化 學號 姓名 內(nèi)容及要求：分析單片機對直流電機進行速度測量應(yīng)用的基本原理，并用單片機產(chǎn)生PWM波來控制直流電機的可逆調(diào)速，從而實現(xiàn)了對普通直流電機的轉(zhuǎn)速測量和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。利用AT89S52芯片可以進行低成本直流電動機控制系統(tǒng)的設(shè)計，并且能夠簡化系統(tǒng)構(gòu)成、降低系統(tǒng)成本、增強系統(tǒng)性能、以滿足更多應(yīng)用場合的需要。要求直流電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍為3050轉(zhuǎn)/秒，實時測量電機的實際轉(zhuǎn)速,并要求在LED數(shù)碼管上顯示出來。要求系統(tǒng)實現(xiàn)對電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、急停、加速、減速的控制，以及PWM的占空比在LED上的實時顯示。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。本人授權(quán)　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學位論文。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日目 錄單片機控制直流電機PWM調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 III摘 要 IIIABSTRACT IV1 緒論 1 1 2 3 42 PWM脈寬調(diào)制原理 5 PWM調(diào)速原理 5 PWM 調(diào)速方法 5 PWM 實現(xiàn)方式 63硬件部分 8： 8 10 芯片IR2110性能及特點 10 IR2110的引腳圖以及功能 10 元器件的選擇比較、選型 11 H橋雙極性主電路 12 15 光電編碼器 15 M/T法測速原理 16 鍵盤及顯示電路 17 17 18 194系統(tǒng)軟件設(shè)計 21 PWM實現(xiàn)方式 21 定時器/計數(shù)器 21 PWM產(chǎn)生程序 214 .2 系統(tǒng)程序設(shè)計 22 22 中斷程序設(shè)計 23 中斷子程序模塊 24 24 26 PID控制器原理 26 數(shù)字PID控制器流程圖 275系統(tǒng)的MATLAB仿真 30 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置 30 32結(jié)束語 34致謝 35參考文獻 36附錄 37單片機控制直流電機PWM調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 摘 要本文主要研究了利用AT89S52單片機控制PWM信號從而實現(xiàn)對直流電機轉(zhuǎn)速進行控制的方法。此外，本文中還采用了芯片IR2110作為直流電機正轉(zhuǎn)調(diào)速功率放大電路的驅(qū)動模塊，并且把它與延時電路相結(jié)合完成了在主電路中對直流電機的控制。本系統(tǒng)中使用了光電編碼器對直流電機的轉(zhuǎn)速進行測量，并且作為反饋值輸入到單片機進行PID運算，從而實現(xiàn)了對直流電機速度的控制。System Based On SCMABSTRACTThis article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using AT89S52 singlechip puter to control the speed of a . motor. It also clarifies the principles of PWM and the way to adjust the duty cycle of PWM signal. In addition, IR2110 has been used as an actuating device of the power amplifier circuit which controls the speed of rotation of . motor. What’s more, is used in this system to measure the speed of . motor. In software, the article introduced the PID operation procedures, such as initial program and the writing of the thought and specific program realization .The result of the measurement is sent to A/D converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the singlechip puter and participates in a PIDcalculation. Key words: PWM signal；IR2110；PID calculation1 緒論直流電動機具有良好的起動、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。早期直流電動機的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜，功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試困難，阻礙了直流電動機控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的推廣。采用單片機構(gòu)成控制系統(tǒng)，可以節(jié)約人力資源和降低系統(tǒng)成本，從而有效的提高工作效率。電動機的調(diào)速性能如何對提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率和節(jié)省電能有著直接的決定性影響。而以往直流電動機的控制只是簡單的控制，很難進行調(diào)速，不能實現(xiàn)智能化。如今，直流電動機的調(diào)速控制已經(jīng)離不開單片機的支持，單片機應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展促進了自動控制技術(shù)的發(fā)展，使人類社會步入了自動化時代，單片機應(yīng)用技術(shù)與其他學科領(lǐng)域交叉融合，促進了學科發(fā)展和專業(yè)更新，引發(fā)了新興交叉學科與技術(shù)的不斷涌現(xiàn)。由于單片機的體積小、重量輕、功能強、抗干擾能力強、控制靈活、應(yīng)用方便、價格低廉等特點，計算機性能的不斷提高，單片機的應(yīng)也更加廣泛特別是在各種領(lǐng)域的控制、自動化等方面。近年來，隨著科技的進步，電力電子技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，直流電機得到了越來越廣泛的應(yīng)用。過載能力大,能承受頻繁的沖擊負載,可實現(xiàn)頻繁的無級快速起動、制動和反轉(zhuǎn)。直流電機電路模型如圖11 所示，磁極N、S 間裝著一個可以轉(zhuǎn)動的鐵磁圓柱體，圓柱體的表面上固定著一個線圈。根據(jù)左手定則可知，當流過線圈中電