直流電機(jī)速度控制

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1、目錄摘要I第1章緒論1第2章系統(tǒng)論述32.1總體方案32.2基本原理32.3原理框圖3第3章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)53.1單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)53.2電源電路設(shè)計(jì)63.3直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)73.4顯示模塊設(shè)計(jì)83.5按鈕電路設(shè)計(jì)83.6元件參數(shù)選擇9第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)114.1總體方案114.2相關(guān)軟件介紹124.3應(yīng)用軟件的編制、調(diào)試13第5章仿真結(jié)果與分析145.1仿真電路圖145.2仿真結(jié)果14第6章總結(jié)17參考文獻(xiàn)18附錄A：系統(tǒng)整體硬件電路圖19附錄B：程序代碼2022摘要當(dāng)今，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，而直流驅(qū)動(dòng)控制作為電器傳動(dòng)的主流在現(xiàn)代化生產(chǎn)中

2、起著主導(dǎo)作用。由于生產(chǎn)過程的不同要求，需要電動(dòng)機(jī)進(jìn)行不同轉(zhuǎn)速的運(yùn)轉(zhuǎn)。為此，研究并制造高性能、高可靠性的直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)有著十分重要的顯示意義。本設(shè)計(jì)主要運(yùn)用AT89C51單片機(jī)為核心硬件，對(duì)直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行速度控制。并且輔助以硬件部分的驅(qū)動(dòng)、復(fù)位、LED顯示等電路，軟件部分對(duì)AT89C51進(jìn)行模塊化程序的輸入，通過按鈕控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等控制功能。同時(shí)，由LED與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速顯示控制效果。利用AT89C51芯片進(jìn)行低成本直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)構(gòu)成、提高系統(tǒng)性能，滿足了生產(chǎn)要求。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制AT89C51單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)22第1章緒論隨著

3、社會(huì)的發(fā)展，各種智能化的產(chǎn)品日益走入尋常百姓家。為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的便攜性、低成品以及對(duì)電源的限制，小型直流電機(jī)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。對(duì)直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，我們可以采用多種辦法，本文在給出直流電機(jī)調(diào)整和PWM實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，提供一種用單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)速的方法。直流電動(dòng)機(jī)有良好的起動(dòng)、制動(dòng)性能,宜于在廣范圍內(nèi)平滑調(diào)速,至今在金屬切削機(jī)床、造紙機(jī)等需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域中仍有廣泛的應(yīng)用。直流調(diào)速系統(tǒng)在不斷發(fā)展,尤其是近年來,國(guó)內(nèi)外各廠家競(jìng)相推出全數(shù)字直流調(diào)速裝置,使得直流調(diào)速系統(tǒng)在理論和實(shí)踐方面都邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。以往的直流調(diào)速裝置是全模擬式設(shè)備。變電壓調(diào)速是直流調(diào)速的主要方法,常用晶

4、閘管可控整流器做可控直流電源。這些舊設(shè)備急待更新改造。另外,目前高等院校的電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),還采用全模擬式的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,尚無適合于教學(xué)的全數(shù)字式直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)裝置,有待于開發(fā)。直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便，調(diào)速范圍廣；過載能力大，能承受頻繁的沖擊負(fù)載可實(shí)現(xiàn)頻繁的無級(jí)快速起動(dòng)、急停和反轉(zhuǎn)；能滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求。電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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)自動(dòng)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

5、傳動(dòng)的要求。由于單片機(jī)性能優(yōu)越，具有較佳的性能價(jià)格比，所以單片機(jī)在工業(yè)過程及設(shè)備控制中得到日益廣泛的應(yīng)用。PWM調(diào)速系統(tǒng)與可控整流式調(diào)速系統(tǒng)相比有下列優(yōu)點(diǎn)：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：同樣，由于開關(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。通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)整有多種途徑。相對(duì)于其他用硬件或者硬軟結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，采用PWM用純軟件的方法來實(shí)現(xiàn)調(diào)速過程，具有更大的靈活性和更低的成本，能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的效能，對(duì)于簡(jiǎn)易速度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提

6、供了一種有效的途徑。對(duì)于軟件，采用計(jì)數(shù)法加軟件延時(shí)法進(jìn)行設(shè)計(jì)的思路，為采用純軟件對(duì)電機(jī)速度的平滑調(diào)節(jié)提供了一種不錯(cuò)的解決方案，經(jīng)過在“油輥電機(jī)控制系統(tǒng)”中的實(shí)際應(yīng)用證明，能夠取得滿意的效果。本文是對(duì)直流電機(jī)PWM調(diào)速器設(shè)計(jì)的研究，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。本課程設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)速器的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、急停等操作。并實(shí)現(xiàn)電路的仿真。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的微機(jī)控制，在設(shè)計(jì)中，采用了AT89C5122單片機(jī)作為整個(gè)控制系統(tǒng)的控制電路的核心部分，配以各種顯示、驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)的顯示和測(cè)量；由命令輸入模塊、光電隔離模塊及H型驅(qū)動(dòng)模塊組成。采用帶中斷的獨(dú)立式鍵盤作為命令的輸入，單片機(jī)

7、在程序控制下，不斷給光電隔離電路發(fā)送PWM波形，H型驅(qū)動(dòng)電路完成電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制.在設(shè)計(jì)中，采用PWM調(diào)速方式，通過改變PWM的占空比從而改變電動(dòng)機(jī)的電樞電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。設(shè)計(jì)的整個(gè)控制系統(tǒng)，在硬件結(jié)構(gòu)上采用了大量的集成電路模塊，大大簡(jiǎn)化了硬件電路，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，使整個(gè)系統(tǒng)的性能得到提高。22第2章系統(tǒng)論述2.1總體方案直流電機(jī)PWM控制系統(tǒng)的主要功能包括：直流電機(jī)的加速、減速以及電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，還能方便的讀出電機(jī)