基于单片机和PID算法的直流电机调速设计.pdf

基于单片机和PID算法的直流电机调速设计

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。

本设计以上面提到的数字PID为基本控制算法，以AT89S51单片机为控制核

心，产生占空比受数字PID算法控制的PWM脉冲实现对直流电机转速的控制。同

时利用光电传感器将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机中，实现转速闭环控制，

达到转速无静差调节的目的。在系统中采数码管显示器作为显示部件，通过2×2键

PIDV

盘设置、、、四个参数，启动后可以通过显示部件了解电机当前的转速。该

系统控制精度高，具有很强的抗干扰能力。

目录

摘要………….Ⅰ

ABSTRACT……………..…Ⅱ

1

前言…………...

1PID算法及PWM控制技术简介…..……5

1.1PID算法…….…………….…………….5

1.2PWM脉冲控制技

术….….……………..10

2设计方案与论证……………….……….14

2.114

系统设计方案……………….………..

2.215

控制器模块设计方案……….………..

2.315

电机驱动模块设计方案…….………..

2.416

速度采集模块设计方案…….………..

2.516

显示模块设计方案………….………..

2.617

键盘模块设计方案…………….……..

2.717

电源模块设计方案………….………..

1

3单元电路设计………………….……….18

3.1