基于单片机PID算法的电机转速控制.ppt

基于单片机PID算法的电机转速控制 06电子数控 祝小川 课题的开发背景及意义 1.开发背景 PID控制器是最早出现的控制器类型，因为其结构简单，各个控制器参数有着明显的物理意义，调整方便，所以这类控制器很受工程技术人员的喜爱。此外，随着控制理论的发展，出现了各种分支，如专家系统、模糊逻辑、神经网络、灰色系统理论等，它们和传统的PID控制策略相结合又派生出各种新型的PID类控制器，形成庞大的PID家族，很多算法大大改进了传统PID控制器的性能。PID控制是最早发展起来的控制策略之一。 2.开发的意义 为进一步加深理解PID控制算法和直流电机原理，本文通过单片机系统将两者联系起来，通过硬件电路连接构成一个完整的系统，不但对控制算法、单片机传输要求达到预期效果，而且在系统本身精度、稳定性上也有一定要求 课题完成任务 本文硬件电路通过89S51单片机来实现对直流电机转速控制和调节。本文主要有测量转速、显示转速、 调节转速，构成了一个完整的系统 系统方案论证 1.方案的选择 方案一：通过电子元器件实现各个部分功能，完全代替单片机，这样设计将耗费大，电路复杂，干扰大，误差大，在系统调试过程中难以分析。 方案二：通过AT89系列单片机来实现各个功能，这样系统变得非常简单，芯片代替大量的元器件，大大的克服了上面的不足。从而使整个系统更具智能化、人性化、直观化 可以看出通过分析，用AT系列单片机完成该设计，选择方案二。 技术要求： 利用单片机设计一个测量直流电机转速控制系统，并通过PID控制算法来调节直流电机的转速。 系统方案论证 2.设计框图和方案 1.设计框图 系统方案论证 系统各部分电路功能 传感器电路：用于测量直流电机转速脉冲。 直流电机驱动电路：用于驱动直流电机。 键盘输入电路：用于输入调节转速值。 LED显示电路：用于显示直流电机转速值和调节值 直流电机工作原理 1.直流电动机原理 直流电动机原理 三种方法 1.电枢回路串电阻调速 2.弱磁调速 3.改变电枢电压调速 PID算法的原理及参数调节方法 1.模拟PID控制器 PID算法的原理及参数调节方法 2.数字PID控制算法 （a）位置式；（b）增量式 硬件电路设计 硬件系统电路图 硬件电路设计 电机驱动电路 系统软件设计及原理 主程序设计 系统软件设计及原理 PID算法调节程序 系统软件设计及原理 测转速程序设计 致谢 本论文是在我的导师徐存东老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在此谨向 徐老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在此，我还要感谢在一起愉快的度过大学四年的3.16寝室成员，桃李年华聚于一地，我们在这里共同成长璀璨开放，你们是我大学生活中不可缺少的那一卷。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们! * * 直流电机 传感器 单片机 LED显示 键盘输入 PID调节