直流电机调速控制系统的设计.doc

本科毕业设计(论文) 题目：基于单片机的直流电机速度控制系统 设计与研究 教学单位： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 2011年 6月 摘　要 直流电机具有良好的启动性能和调速特性，它的特点是启动转矩大，能在宽广的范围内平滑、经济地调速，转速控制容易，调速后效率很高。Abstract DC motor has a good startup performance and speed characteristics, it is characterized by starting torque, maximum torque, in a wide range of smooth, economical speed, speed, easy control, speed control after the high efficiency. This design of DC motor speed control system, mainly by the microcontroller 51, power supply, H-bridge driver circuits, LCD liquid crystal display, the Hall velocity and independent key component circuits of electronic products. Power supply with 78 series chip +5 V, +15 V for motor speed control using PWM wave mode, PWM is a pulse width modulation, duty cycle by changing the MCU 51. Achieved through independent buttons start and stop the motor, speed control, turning the manual control, LCD realize the measurement data (speed) of the display. Motor speed using Hall sensor output square wave, by 51 seconds to 1 microcontroller square wave pulses are counted to calculate the speed of the motor to achieve a DC motor feedback control. Keywords: DC motor speed control；H bridge driver circuit；LCD display  目　录 1 绪论 5 1.1直流电机调速系统的研究意义 5 1.2直流电机调速的发展趋势 6 1.3本文研究的内容 7 2 直流调速系统的硬件设计 8 2.1设计方案综述 8 2.1.1 H桥驱动电路设计方案 10 2.1.2调速设计方案 11 2.2硬件设计 12 2.2.1电源电路 12 2.2.2 H桥驱动电路 13 2.2.3 基于霍尔传感器的测速模块 14 2.3.4 LCD显示模块 14 3 直流调速系统的软件设计 16 3.1 PWM技术简介 16 3.1.1 PWM介绍 16 3.1.2 PWM控制的基本原理 16 3.1.3 PWM调速原理 18 3.2调节器设计 19 3.2.1 电流调节器设计 19 3.2.2 速度调节器的设计 20 3.2 软件设计 22 3.2.1 系统总控制流程图及说明 22 3.2.2 PWM波软件设计 23 3.2.2 测速软件设计 26 4 基于matlab的仿真分析 27 4.1仿真步骤 27 4.2仿真分析 31 5 结论 35 致谢 36 参考文献 37 附 录 38 1 绪论 1.1直流电机调速系统的研究意义 三十多年来，直流经历了重大的变革。首先，实现了整流器件的更新换代，以晶闸管整流装置取代了使用己久的直流发电机一电动机机组及水银整流装置，使直流电机拖动完成了一次大的飞跃。同时，控制电路己实现高集成化，小型化，高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅度提高，应用范围不断扩大。由于直流调速系统的调速精度高，调速范围广，所以，在对调速性能要求较高的场合，一般都采用直流电机拖动。直流调速技术迅速发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化