单片机控制双闭环直流调速系统设计.docx

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单片机控制双闭环直流调速系统设计

摘 要：利用MCS-51系列单片机控制大功率电力电子器件实现对直流电机转速进行控制。设计首先介绍晶闸管-电动机系统的机械特性，以及双环控制的晶

闸管调速系统的工作原理。对可逆调速系统进行了简单叙述，介绍了该系统的硬件以及软件具体设计。以电动机作为被控对象,用8051单片机作控制器的实现直流调速系统控制。该系统具有用单片机取代模拟触发器、电流调节器、速度调节器及逻辑切换等硬件的特点。此外，本系统中使用了直流测速发电机对直流电机的转速进行测量，经过滤波电路后，将测量值送到A/D转换器，作为

反馈值输入到单片机进行PI运算，实现了对直流电机速度的控制。在软件方面，详细介绍了PI运算程序，初始化程序等的编写思路和具体的程序实现。

关键词：单片机；双闭环；直流电动机；调速系统

TheDesignofdoubleLoopDCSpeedControlSystembyMCS

Abstract:DesignontheuseofMCS-51Microcontrollerpowerelectronicdevicestoachievehigh-powerDCmotorspeedcontrolonapproach.DesignfirstintroducedtheSCR-mechanicalpropertiesofmotorsystemandtheworkprincipleofthethyristorDCadjustablespeeddrivesystem,whichiscontrolledbydoubleloops.Itsummarizestheadjustablespeeddrivesystem,describesthehardwareandsoftwarespecificallydesigned.ThispaperintroducesadigitalDCSpeed-adjustingsystemcomposedofDCmotorasthecontrolledobjectand8051single-chipcomputerasthecontroller.Thecharacteristicofthissystemisthatthesingle-chipcomputerreplacesthehardwaredevicesincludingtheanalogoustrigger,currentregulator,rotationregulatorandlogichandoff.Inaddition,thesystemusestheDCtachometergeneratortotheDCmotorspeedmeasurement,Afterpost-filtercircuit,SentthemeasuredvaluesofA/Dconverter,AndultimatelyasafeedbackvalueinputtotheMCUPIoperation,inordertoachievethespeedofDCmotorcontrol.Onthesoftwareside,PIarticledescribesindetailoperationprocedures,initializationproceduresforthepreparationofideasanditsrealization.

KeyWords:single-chipcomputer;doubleclosed-loop;DC-motor;SpeedControlSystem

目 录

概 述 1

课题基本要求 1

主要设计内容及设计思路 2

预期成果及其意义 2

系统方案选择和总体结构设计 2

调速方案的选择 2

总体结构设计 3

主电路设计与参数计算 5

整流变压器的设计 5

晶闸管元件的选择 6

直流调速系统的保护 7

控制电路与单片机系统设计 8

晶闸管触发控制电路设计 8

单片机系统设计 10

7805引脚图及其稳压电路 19

调节器的设计 20

电流调节器的设计 20

转速调节器的设计 22