直流电动机调速控制器设计.doc

学科分类号：___________ 湖南人文科技学院 本科生毕业设计 题目（中文）：直流电动机调速控制器设计 （英文）：The design of DC Motor Speed Control Controller 学生姓名： 陈都号 学号 系 部： 通信与控制工程系 专业年级： 电子信息工程2005级 指导教师： 田 汉 平 职 称： 副教授 湖南人文科技学院教务处制 目录 摘要 1 第1章绪论 3 1.1 电机控制技术的发展 3 1.1.1 电力电子技术的发展 3 1.1.2 电机控制器的发展 5 1.2 课题背景 8 1.2.1可编程逻辑器件概述 8 1.2.2直流电机概述 8 1.3 本文的主要工作 9 1.4 论文结构 9 第二章直流电动机调速控制器设计 10 设计要求 10 1 方案设计与比较论证 10 1.1方案一 10 1.2 方案二 10 1.3 方案比较论证 11 2 电路设计 12 2.1 直流电动机的调速 12 2.2 PWM调速电路 12 2.2.1 PWM介绍 12 2.2.2 实现PWM调速 14 2.4 直流电机速度的测定 18 2.4.1 反馈信号的测量 18 2.4.2 FREQTEST 模块 19 2.4.3 计数器模块 19 2.4.4锁存器模块 20 3 工程引脚图 21 4小结 22 参考文献 24 致谢 25 附录 26 附录1 程序 26 附录2 原理图 28 独创性声明 29 摘要 在现代工业生产中电机是不可或缺的，电机分为交流电机和直流的电机，而直流电机的主要优点是能够在较大的范围内调速，因此直流电机在生产和生活中也得到广泛的应用。直流电动机转速的控制方法可分为两类，即励磁控制法与电枢电压控制法。常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法，调节电阻R即可改变端电压达到调速目的，但这种传统的调压调速方法效率低。PWM (脉宽调制)是常用的一种调速方法，其基本原理是用改变电机电枢(定子)电压的接通和断开的时间比(占空比)来控制马达的速度，在脉宽调速系统中，当电机通电时，其速度增加；电机断电时，其速度减低。只要按照一定的规律改变通、断电的时间，即可使电机的速度达到并保持一稳定值。在传统的PWM调速系统中一般采用硬件作为脉冲发生器的方式，应用的元器件较多，同样会增加电路的复杂程度，随着电子技术和大规模可编程逻辑器件的发展。PWM采用软件的方法来实现调速过程，具有更大的灵活性，实现了硬件设计软件化。设计一种基于FPGA正、负脉宽可以数控同时又可以改变信号频率的直流电动机调速控制电路，并用VHDL语言实现。 关键词：直流电动机，PWM，占空比，FPGA，VHDL语言。 Abstract  In modern industrial production is essential for the electrical, the electrical AC motor and DC into the motor, while the main advantage of DC motors is in the framework of a larger speed, the DC motor in the production and life are widely applications. DC motor speed control methods can be divided into two categories, namely, excitation control law and the armature voltage control method. Commonly used control method is to change the armature terminal voltage of the armature voltage speed control to regulate the resistance R can change the speed to achieve the purpose of terminal voltage, but the traditional method of low efficiency speed regulator. PWM (pulse width modulation) is used as a speed control method is used to change the basic principles of m