畢業(yè)設(shè)計(jì)直流電機(jī)pid調(diào)速系統(tǒng)-展示頁(yè)
2025-07-08 14:17本頁(yè)面
【正文】 。根據(jù)KVL方程：電機(jī)轉(zhuǎn)速n=(UaIaRa)/CaΦ,其中，對(duì)于極對(duì)數(shù)p，匝數(shù)為N，電樞支路數(shù)為a的電機(jī)來說：電機(jī)常數(shù)Ca=pN/60a,意味著電機(jī)確定后，該值是不變的。而軟件部分，是對(duì)硬件端口所體現(xiàn)的信號(hào)，加以采集、分析、處理，最終實(shí)現(xiàn)控制器所要實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)功能，達(dá)到控制器自動(dòng)對(duì)電機(jī)速度的有效控制。本文所研究的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要是由硬件和軟件兩大部分組成。本系統(tǒng)以89C52單片機(jī)為核心，通過單片機(jī)控制，C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的平滑調(diào)速。通過改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。PWM是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn)而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。利用霍爾元件測(cè)速電路測(cè)得電機(jī)速度，經(jīng)過濾波電路得到直流電壓信號(hào)，把電壓信號(hào)反饋給單片機(jī)，在內(nèi)部進(jìn)行PID運(yùn)算，輸出控制量完成閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速控制。本文就是利用這種控制方式來改變電壓的占空比實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)速度的控制。PWM控制技術(shù)以其控制簡(jiǎn)單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，也是人們研究的熱點(diǎn)。使得直流調(diào)速逐步由模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，使直流調(diào)速進(jìn)入一個(gè)更加智能與可靠的新階段。但是早起以模擬元件為控制裝置的系統(tǒng)，由于模擬元件本身的缺陷，導(dǎo)致硬件復(fù)雜，功能簡(jiǎn)單，不靈活，誤差大，無法實(shí)行精確的調(diào)速。調(diào)節(jié)占空比就能夠控制電機(jī)的平均電壓，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。而PWM脈寬調(diào)制，是現(xiàn)在應(yīng)用最成熟的方法。起初的控制系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，相當(dāng)?shù)谋恐亍ystem Based On SCMXuHuanhuan(Grade09,Class02, Major Automation , Electrical Engineering Dept,Shaanxi University of Technology,Hanzhong723003,Shaanxi)Tutor:WangChunxiaAbstract:This article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using MCS51 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, hall element is used in this system to measure the speed of . motor. The result of the measurement is sent to MCS51 singlechip puter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the singlechip puter and participates in a PIDcalculation. As for the software, this article introduces in detail the idea of the programming and how to make it..Key words: PWM signal，hall element，PID calculation 目錄1. 引言………………………………………………………………6………………………………………………………6……………………………………………6………………………………………………………62. 硬件電路設(shè)計(jì)……………………………………………………7 整體電路設(shè)計(jì)…………………………………………………7 ………………………………………………7 ………………………………………7 系統(tǒng)電源………………………………………………………8 直流電機(jī)的調(diào)速原理…………………………………………8 單片機(jī)…………………………………………………………9 8052單片機(jī)的基本組成……………………………9 本次設(shè)計(jì)各端口利用情況…………………………9 單片機(jī)的擴(kuò)充需要…………………………………10 地址鎖存器……………………………………10 程序存儲(chǔ)器……………………………………11 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器……………………………………11 單片機(jī)擴(kuò)展電路及分析………………………12 霍爾元件測(cè)速電路…………………………………………13 霍爾原理………………………………………………13 霍爾元件測(cè)速圖………………………………………14 …………………………………15 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路…………………………………………15 …………………………16 設(shè)計(jì)要求………………………………………16 芯片選取………………………………………17 ………………………………………19 驅(qū)動(dòng)過程分析…………………………………………19 鍵盤電路……………………………………………………22 獨(dú)立式鍵盤連接原理…………………………………22 連接圖…………………………………………………22 計(jì)數(shù)器電路…………………………………………………23 測(cè)量頻率法……………………………………………23 帶同步控制的頻率測(cè)量………………………………243. 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………24……………………………………………24 控制器公式分類………………………………………24 控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與圖形解釋………………………25 參數(shù)的調(diào)整……………………………………………29 PID的增量算法………………………………………30 ………………………………………………31 ……………………………………………324. 系統(tǒng)調(diào)試………………………………………………………35 軟件調(diào)試……………………………………………………35 系統(tǒng)仿真……………………………………………………365. 結(jié)束語(yǔ)…………………………………………………………38 致謝……………………………………………………………39參考文獻(xiàn)………………………………………………………401. 引言電動(dòng)機(jī)在現(xiàn)代的工業(yè)中，是主要的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，尤其是直流電動(dòng)機(jī)，由于它的平滑調(diào)速性和結(jié)構(gòu)上的簡(jiǎn)單，使其成為許多電器，如洗衣機(jī)，電梯等的驅(qū)動(dòng) 。在軟件方面，文章中詳細(xì)介紹了PID運(yùn)算程序，初始化程序等的編寫思路和具體的程序?qū)崿F(xiàn)。此外，本文中還采用了芯片IR2110作為直流電機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)速功率放大電路的驅(qū)動(dòng)模塊，并且把它與延時(shí)電路相結(jié)合完成了在主電路中對(duì)直流電機(jī)的控制。陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 直流電機(jī)PID調(diào)速系統(tǒng)II 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 所在院(系) 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 2012年5月 日直流電機(jī)PID調(diào)速系統(tǒng)[摘 要]本文主要研究了利用MCS51系列單片機(jī)控制PWM信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的方法。文章中采用了專門的芯片組成了PWM信號(hào)的發(fā)生系統(tǒng)，并且對(duì)PWM信號(hào)的原理、產(chǎn)生方法以及如何通過軟件編程對(duì)PWM信號(hào)占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制其輸入信號(hào)波形等均作了詳細(xì)的闡述。另外，本系統(tǒng)中使用了霍爾元件對(duì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過濾波電路后，將測(cè)量值送到單片機(jī)，并且最終作為反饋值輸入到單片機(jī)進(jìn)行PID運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)直流電機(jī)速度的控制。[關(guān)鍵字]： PWM信號(hào)；霍爾元件；PID運(yùn)算The Design of Direct Current Motor speed Regulation而對(duì)于直流電機(jī)的控制，最流行的莫過于采用可控硅裝置向電動(dòng)機(jī)供電，即KZ—D拖動(dòng)系統(tǒng)。隨著電力電子技術(shù)和單片機(jī)的成熟應(yīng)用，使得直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)從模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變。它來源于電力電子的橋式電路，通過單片機(jī)可進(jìn)行簡(jiǎn)單的模擬，而將它們結(jié)合起來，由電力電子元件組橋進(jìn)行方向控制，而由單片機(jī)產(chǎn)
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