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直流电动机闭环控制系统的开题报告

题目背景和意义

本设计是根据我院新建“电机驱动与控制实验室〞的设备，利用单片机对直

流电动机和交流电动机的控制及各种特性。我重点研究的是直流电动机的闭环

控制系统。通过本次设计，使同学顺利完成学校制定的理论教学任务。

单片机把通过测量元件、变送单元和A／D转换接口送来的数字信号直接反

响到输入端与设定值进展比较。然后，对其偏向按某种控制算法进展计算，所

得数字量输出信号经D／A转换接口直接驱动执行装置，对控制对象进展调节，

使其保持在设定值上。

在电气时代的今天，电动机一直在现代化消费和生活中起着非常的重要的

作用。无论是在农业消费、交通运输、国防、医疗卫生、上午与办公设备，还

是在日常的生活中的家用电器，都大量地使用着各种各样的电动机。对电动机

的控制可分为简单控制和复杂控制两种，简单控制是只对电动机进展启动、制

动、正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器、可编程控制器和开关元

件来实现。复杂控制是只对电动机的转角、转矩，电压、电流等物理量进展控

制，而且有时往往需要非常准确的控制。以前对电动机的简单控制的应用很

多，但是，随着现代步伐的迈进，人们对自动化的要求越来越高，使电动机的

复杂控制逐渐成为主流。

国内外研究现状

PID控制器最先出如今模拟控制系统中，传统的模拟控制器PID控制是通

过硬件〔电子元件和液压元件〕来实现它的功能。随着计算机的出现，把他一

直到计算机控制系统中来，将原来的硬件实现的功能用软件来代替，因此称为

数字PID控制器，所形成的一整套算术那么称为数字PID算术。数字PID控制

器与模拟PID控制器相比，具有非常强的灵敏性。电动机的的控制技术的开展

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得力于微电子技术，电力电子技术、传感器技术、微机应用技术、自动控制技

术、微机应用技术的必威体育精装版开展成就。正是这些技术的进步使电动机控制技术在

近二十年内发生了翻天覆地的变化。其中电动机的控制部分已由模拟控制逐渐

让位予以单片机为主的微机处理控制，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数

字控制系统的应用，并正相全数字控制方向开展。电动机的驱动部分所用的功

率器件经历了几次更新换代，目前开关速度更快，控制更容易的全控制功率件

MOSFET和IGBT成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也

使新型的电动机控制方法可以得到实现，脉宽调控方法、变频技术在直流调速

由单片机作为电动机的控制器具有以下特点：

1．使电路更简单。

模拟电路为了实现控制逻辑需要很多电子元件，使电路复杂。采用微机处

理后，绝大多数控制逻辑可通过软件来实现。

2．可以实现复杂的控制。

为根底理由很强的逻辑功能，运算速度快、精度高，与大容量的存储单

元，因此有才能实现复杂的控制。

3．灵敏性和适应性

微处理得控制方式是由软件来完成的。假设需要修改控制规律，一般不必

修改系统的硬件电路，只修改程序即可。在系统调试和晋级时，可以不断尝试

选择最优参数，非常方便。

4．无需零点飘逸，控制精度高

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数字控制不会出现模拟电路中经常出现的零点漂移问题。无论被控制量的

大小，都可以保证足够的控制精度。

5．可提供人机界面，多机联网工作

如今普遍采用单片机作为电动机的控制器。实际上可作为电动机控制器的

元件还有很多种，例如工业控制计算机、可编程控制器、数字信号处理器。

工业控制计算机科委功能强大，它有极高的速度、强大的运算才能和接口

功能、方便的软件环境；但由于本钱太高、体积大，所以只用于大型控制系

统。

可编程控制器那么正好