课程设计--直流伺服电机数字调速控制系统.doc

计算机控制课程设计报告 题 目：直流伺服电机数字调速控制系统 院 （系）：电子工程与自动化学院 专 业： 自动化 学生姓名： 张中华 学 号： 指导教师： 赵学军 龙超 2010年 9 月 18 日 一、引言 4 二、设计任务 4 2.1设计题目 4 2.2设计要求 4 三、设计原理 4 3.1步进电机简介 4 3.2 24C08简介 6 3.3 LM393 简介-------------------------------------------------------------------------------------------------------------7 3.4 ULM2003 简介----------------------------------------------------------------------------------------------------------7 四、系统方案设计与比较-------------------------------------------------------------------------------------------------------8 五、主要模块设计-------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 5.1整体电路设计及参数选择---------------------------------------------------------------------------------------------8 5.2驱动电路 ---------------------------------------------------------------------------------------------8 六、系统调试与分析---------------------------------------------------------------------------------------------------12 一．摘要 直流伺服电动机具有优良的调速特性和良好的启动性能和调速特性,,调速范围广;过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转;并且可以输出正弦信号，供测速使用，能够满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求，启动转矩大，最大转矩大，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。与交流调速相比，直流电机结构复杂，生产成本高，维护工作量大。,是电气传动发展的主要方向之一。采用微机控制后,整个调速系统实现全数字化,结构简单,可靠性高,操作维护方便,电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平,静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。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。 PWM 调速系统与可控整流式调速系统相比有下列优点:由于PWM 调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流电流,低速特性好;同样,由于开关频率高,快速响应特性好,动态抗干扰能力强,可以获得很宽的频带;开关器件只工作在开关状态,主电路损耗小,装置效率高。PWM 调速系统很早已出现,但是因为缺乏高速开关元件而未能在生产实际中推广应用。在近年来,由于大功率开关器件的制造成功和成本的不断下降, PWM调速系统又受到重视。 关键字：伺服电机，单片机，PWM，调速  二、设计任务 1、 设计题目：直流伺服电机数字调速控制系统。 2、 课设内容： ① 通过键盘设置电机转速（给定值），通过控制程序使直流电机达到给定转速； ②直流伺服电机反馈的正弦信号经过处理来检测电机转动的频率； ③ 通过PID调节，来输出校正后的PWM脉冲； 三、设计原理 1. 直流伺服电机简介 　　直流伺服电机,它包括定子、转子铁芯、电机转轴、伺服电机绕组换向器、伺服电机绕组、测速电机绕组、测速电机换向器,所述的转子铁芯由矽钢冲片叠压固定在电机转轴上构成, 　　直流伺服电机的种类 　　小惯量直流电机——印刷电路板的自动钻孔机 　　中惯量直流电机（宽调速直流电机）——数控机床的进给系统 　　大惯量直流电机——数控机床的主轴电机 　　特种形式的低惯量直流电机 　　直流伺服电机的基本特性