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PID控制直流电机调速系统设计与仿真

PID控制直流电机调速系统设计与仿真（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

直流电机调速系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1直流电机的基本原理与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2PID控制器的定义与工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3直流电机调速系统的应用领域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

PID控制器设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1PID控制器的数学模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2PID控制器的参数整定方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.3PID控制器的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

直流电机调速系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

3.1电机驱动电路的设计与选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.2传感器与控制器接口电路的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.3电源电路的设计与保护．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

直流电机调速系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

4.1系统硬件抽象层的实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

4.2PID控制算法的实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

4.3系统调试与测试程序的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

系统仿真与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

5.1仿真环境搭建与模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

5.2系统性能测试与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

5.3仿真中出现的问题与解决方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

6.1项目总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

6.2未来工作展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

PID控制直流电机调速系统设计与仿真（2）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

直流电机调速系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

1.1直流电机的基本原理与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

1.2PID控制器的定义及其在调速中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

1.3系统设计的重要性及目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

PID控制器设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

2.1PID控制器的数学模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

2.2PID控制器的参数整定方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

2.3PID控制器的优缺点分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

直流电机调速系统的硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.1电机驱动电路的选择与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.2传感器与控制器接口电路的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

3.3电源电路的设计与保护．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

直流电机调速系统的软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

4.1控制算法的实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

4.2信号处理与转换程序的设计．．．．．．．．．．．．．

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