直流电机转速制系统设计2.doc

辽 宁 工 业 大 学 计算机控制技术课程设计（论文） 题目：直流电机转速控制系统设计 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 自动化074 学 号： 070302098 学生姓名： 王宇 指导教师： （签字） 起止时间：2010-12-15到2010-12-24 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 学 号 070302098 学生姓名 王宇 专业班级 自动化074 课程设计 题目 直流电机转速控制系统设计 课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能 直流电动机作为执行元件，广泛应用于工业控制中，本设计要求采用单片机作为控制芯片，控制算法采用常规的PID控制，加上相应的输入输出通道，构成一个单闭环控制系统，使电机转速稳定运行，并实时显示转速值。 设计任务及要求 1、确定系统设计方案，包括单片机的选择，输入输出通道，键盘显示电路； 2、建立被控对象的数学模型； 3、推导PID控制算式，设计PID算法的程序流程图或程序清单； 4、仿真研究，验证设计结果。 5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。 技术参数 电机参数：他励直流电动机，额定电压36V，额定功率2.2KW，额定转速2000转/分。 设计指标：稳态运行时最大超调量小于20% 进度计划 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天） 被控对象建模（1天） 算法推导，程序设计（3天） 仿真研究（2天） 撰写、打印设计说明书（2天） 答辩（1天） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 摘 要 在运动控制系统中，电机转速控制占有至关重要的作用，其控制算法和手段有很多，模拟PID控制是最早发展起来的控制策略之一，长期以来形成了典型的结构，并且参数整定方便，能够满足一般控制的要求，但由于在模拟PID控制系统中，参数一旦整定好后，在整个控制过程中都是固定不变的，而在实际中，由于现场的系统参数、温度等条件发生变化，使系统很难达到最佳的控制效果，因此采用模拟PID控制器难以获得满意的控制效果。随着计算机技术与智能控制理论的发展，数字PID技术渐渐发展起来，它不仅能够实现模拟PID所完成的控制任务，而且具备控制算法灵活、可靠性高等优点，应用面越来越广。 本文章介绍了由51单片机以及直流电机、矩阵键盘、LCD和传感器构成的转速闭环控制系统。其中传感器负责对电机转速进行测量，并将测量的结果反馈给控制中心，并由控制中心将之与设定值进行比较得到偏差，再由偏差产生直接控制作用去消除偏差。文章不但介绍了基于单片机的转速控制系统的软件设计，还涉及了硬件设计方法。文中介绍系统不但可以实现手动控制，还有无人值守，自动调速功能。 关键词：直流电机 闭环控制 单片机 矩阵键盘 LCD 目 录 TOC \o 1-3 \f \h \z HYPERLINK \l _Toc281223321 第1章 绪论 PAGEREF _Toc281223321 \h 1 HYPERLINK \l _Toc281223322 第2章 课程设计的方案 PAGEREF _Toc281223322 \h 2 HYPERLINK \l _Toc281223323 2.1 概述 PAGEREF _Toc281223323 \h 2 HYPERLINK \l _Toc281223324 2.2 系统组成总体结构 PAGEREF _Toc281223324 \h 2 HYPERLINK \l _Toc281223325 第3章 硬件设计 PAGEREF _Toc281223325 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281223326 3.1 控制器 PAGEREF _Toc281223326 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281223327 3.2 测速发电机 PAGEREF _Toc281223327 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281223328 3.3 A/D转换和D/A转换器 PAGEREF _Toc281223328 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281223329 3.4 晶闸管整流控压 PAGEREF _Toc281223329 \h 4 HYPERLINK