计算机控制课程设计 直流电机速度控制.doc

成绩 课程设计报告 题 目 直流电机速度控制 课 程 名 称 计算机控制系统设计 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 课程设计地点 课程设计学时 指 导 教 师 金陵科技学院教务处制 目录 摘 要 II 1.绪 论 1 2.设计方案 2 2.1 直流电机调速原理 2 2.2 PWM基本原理 3 2.3 设计思路 4 3.硬件电路的设计 5 3.1 AT89C51模块 5 3.2 直流电机模块 7 3.3 显示设计模块 8 3.4 驱动模块L298 9 3.5 按键模块 10 3.6 整体硬件电路图 10 4.系统软件的设计 11 4.1 系统流程图： 11 4.2 源代码： 12 5.结果测试 17 结 论 20 参考文献 21 附录一: 22 直流电机速度控制 摘 要 近年来，随着计算机技术、电力电子技术和控制技术的发展，交流调速系统发展快，在许多场合正逐渐取代直流调速系统。但是就目前来看，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。对直流电机的速度调节，我们可以采用多种办法，本文在给出直流电机调整和PWM实现方法的基础上，提供一种用单片机软件实现PWM调速的方法，脉宽调制控制方法在直流调速中获得了广泛的应用，对基于51系列单片机实现直流电机调速系统进行研究和设计，能够在不同的按钮作用下分别实现直流电机的停止、加速、减速、正转、反转控制；能够实现基于51系列单片机的直流电机PWM的调速设计。 关键词：电力电子技术、直流调速系统、直流电机、PWM调速、51单片机 1.绪 论 随着社会的发展，各种智能化产品日益走入寻常百姓家。为了实现产品的便携性、低成品以及对电源的限制，小型直流电机应用相当广泛。由于直流电动机具有良好的运动性能和控制特性，尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易，但是长期以来，由于具有较大的起动转矩和良好的起、制动性能以及易于在宽范围内实现平滑调速，因此直流调速系统至今仍是自动调速系统的主要形式在现代工业中，电动机作为电能转换的传动装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业部门中，随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，越来越多的生产机械要求能实现自动调速。直流调速系统的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术和微机应用技术的必威体育精装版发展成就。正是这些技术的进步使直流调速系统发生翻天覆地的变化。其中电机的控制部分已经由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统，并正向全数字控制方向快速发展由于单片机性能优越，具有较佳的性能价格比，所以单片机在工业过程及设备控制中得到日益广泛的应用。设计方案 本主要介绍利用单片机对PWM信号的软件实现方法。MCS一51系列典型产品AT89具有两个定时器 和 。通过控制定时器初值和 ，从而可以实现从的任意输出口输出不同占空比的脉冲波形。由于PWM信号软件实现的核心是单片机内部的定时器，而不同单片机的定时器具有不同的特点，即使是同一台单片机由于选用的晶振不同，选择的定时器工作方式不同，其定时器的定时初值与定时时间的关系也不同。因此，首先必须明确定时器的定时初值与定时时间的关系。如果单片机的时钟频率为，定时器／计数器为位，则定时器初值与定时时间的关系为： 式中，—— 定时器定时初值； —— 一个机器周期的时钟数。随着机型的不同而不同。在应用中，应根据具体的机型给出相应的值。这样，我们可以通过设定不同的定时初值 ，从而改变占空比=/，进而达到控制电机转速的目的。根据励磁方式不同，直流电机分为自励和他励两种类型。不同励磁方式的直流电机机械特性曲线有所不同。对于直流电机来说，人为机械特性方程式为： 式中,—— 额定电枢电压、额定磁通量； ,－－与电机有关的常数； ,——电枢外加电阻、电枢内电阻； ,——理想空载转速、转速降。 分析()式可得．