直流电机控制系统设计

直流电机控制系统设计摘要当今社会，电力电子技术受到了各个行业的青睐，而直流电机因为具备诸多优点，比如制动、启动性能优异等，在众多领域的机电系统中得到了充分运用，总之，它已经渗入到我们的日常生活中。现今大部分工厂还在采用传统控制电机的方法生产作业，其效率并不高，笔者以单片机为基础，以直流电机控制系统为设计对象，对其进行优化设计，该设计以单片机为主控芯片，采用软件的方式产生PWM(Pulse Width Modulation)控制信号来控制直流电机的启动和停止：采用增量式PID控制算法调节电机速度。为了能方便的调节电机速度，利用了proteus软件进行了仿真，实验仿真表明，在对该系统进行优化设计后，其不但拥有更加稳定的性能，而且也能够实现精准控制的目标。【关键词】单片机PWM直流电机PID控制算法AbstractIn today's society,power electronic technology has been favored by various industries,and DC motor has been fully used in electromechanical systems in many fields because of itsmany advantages,such as excellent braking and starting performance.In short,it haspenetrated into our daily life.Nowadays,most factories still use the traditional method ofcontrolling the motor,and its efficiency is not high.The author takes the single chipmicrocomputer as the basis and the DC motor control system as the design object to optimizethe design.The design takes the single chip microcomputer as the main control chip and usesthe method of software to generate PWM (pulse width modulation)control signal to controlthe start and stop of DC motor;The incremental PID control algorithm is used to adjust themotor speed.In order to adjust the motor speed conveniently,Proteus Software is used forsimulation.The experimental simulation shows that after optimizing the design of the system,it not only has more stable performance,but also can achieve the goal of accurate control.【关键词】single-chip PWM dc motor PID control algorithm目录一、绪论1.1单片机的演变1.2设计的目的与意义1.3直流电机控制系统的概述.…2二、系统硬件电路设计..42.1时钟电路.62.2复位电路.82.3信号输入电路.82.4电机pwm驱动模块的电路.8三、系统软件设计.93.1程序框架结构103.2编程设计.10四、单片机系统调试104.1实物的组装104.2仿真结果与分析.10五、总结与展望.…13参考文献.14致谢.15附录A:程序清单.16附录B:硬件原理图.21一、绪论1.1单片机的演变单片机最初的设计理念就是想把系统变得更微型，更容易集成大型设备。相较发展之下更加出色的单片机有INTEL的8031，随之演变出来了MCS51系列单片机。51系列单片机在各种各样的场合中都被广泛使用，单片机的发展进一步的提升了电子学科和自动化技术的发展和应用。例如，本科阶段我们都会先学习《模拟与数字电路》，《单片机原理》等课程，然后学习单片机的实践操作。能够发现，当微控制器类型不同之时，其软、硬件特性也存在较大区别。也就是说，他们的技术能力是不一样的。具体来讲，微控制器芯片结构能够决定其具备怎样的硬件功能，若是用户需要使用的微控制器属于特定产品，其必须对产品能不能令其需求得到满足足够清楚，同时也必须对系统特性指标足够了解，经分析可知，系统技术特性内容十分丰富，比如电气、功能特性等，要想了解这方面的信息并不困难，只需翻阅制造商手册即可。而其软件特性，则主要包括两方面内容，首先是其开发环境：其次是其指挥系统特性。而所谓命令功能，其不但指微处理器电源要求，同时还指寻址模式等内容。此外，单片机技术与我们的生活息息相关，它可以与各种嵌入式系统完全集成。例如，它可以在智能手机、报警设备、儿童玩具、家电、汽车行业等中找到。如今，单片机的演进越来越丰富，由于其通用性、低能耗、稳定性强、便携性、内置电路等优势，受到人们的喜爱，丰富了我们的设计。1.2设计的目的与意义随着时间的推移，对单片机的出现和应用，让以前的直流电机在原理、功能、功耗、可靠性等方面都有了很大的进步。这种设计采用了AT89C51单片机，并且是以它为核心的。系统主电路的设计使用了H桥单极式电路则作为要把功率进行放大处理的电路结构，负责输入以及对直流电机方向、速度等进行控制的是则是键盘：这次设计我将要用大功·胡伶俐，何建铵，欧汉福，张芳.单片机技术基础与应用[].：中等职业教有电子与信息技术专业系列教材，201503.1