直流电机转速分段pid控制的单片机实现 大学毕业设计
单片机实现直流电机PWM调速系统毕业设计
单片机实现直流电机PWM调速系统毕业设计毕业设计（论文）题目：利用单片机控制的直流电机转速系统的设计班级：XX姓名：XZ指导教师：XX说明：8051毕业设计任务书7 (3)一、设计题目 (3)第1章绪论 (5)1.1利用单片机控制的直流电机转速系统设计目的和意义 (5) 1.1.1选题的目的和意义 (5)1.1.2国内外研究现状简述： (5)1.1.3毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段： (5)1.2利用单片机控制的直流电机转速系统的设计设计项目发展 (6) 1.3利用单片机控制的直流电机转速系统的设计原理 (6)第2章系统硬件电路的设计 (8)2.1 系统总体设计框图及单片机系统的设计 (9)2.1．1 系统总体设计框图 (9)2.1.2 8051单片机简介 (9)2.1.3 单片机系统中所用其它芯片简介 (11)2.1.4 8051单片机扩展电路及分析 (15)2.2 PWM信号发生电路设计 (17)2.2.1 PWM的基本原理 (17)2.2.2 PWM信号发生电路设计 (18)2.2.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理 (19)2.3 功率放大驱动电路设计 (22)2.3.1 芯片IR2110性能及特点 (22)2.3.2 IR2110的引脚图以及功能 (23)2.4 主电路设计 (25)2.4.1 延时保护电路 (25)2.4.2 主电路 (25)2.4.3 输出电压波形 (28)2.5 测速发电机 (28)2.6 滤波电路 (29)2.7 A/D转换 (29)1.7.1 芯片ADC0809介绍 (29)2.7.2 ADC0809的引脚及其功能 (29)第3章.直流调速系统 (30)3.1 直流调速系统概述 (31)3.2单闭环直流调速系统 (31)3.3开环系统机械特性和闭环系统静特性的比较 (33) 第4章利用单片机控制的直流电机转速系统的设计 (35)4.1系统软件部分的设计 (35)4.1.1 PI 转速调节器原理图及参数计算 (35)4.2 控制电路设计 (36)4.2.1 单片机资源分配 (36)4.2.2 程序流程图 (40)第5章结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)毕业设计任务书7一、设计题目利用单片机控制的直流电机转速系统的设计二、设计要求设计一个用单片机实现对直流电机转速控制系统。
单片机实现直流电机PWM调速系统毕业设计
畢業設計（論文）題目：利用單片機控制的直流電機轉速系統的設計班級：XX姓名：XZ指導教師：XX說明：8051畢業設計任務書7 (3)一、設計題目 (3)第1章緒論 (5)1.1利用單片機控制的直流電機轉速系統設計目的和意義 (5)1.1.1選題的目的和意義 (5)1.1.2國內外研究現狀簡述： (5)1.1.3畢業設計（論文）所採用的研究方法和手段： (5)1.2利用單片機控制的直流電機轉速系統的設計設計專案發展 (6)1.3利用單片機控制的直流電機轉速系統的設計原理 (6)第2章系統硬體電路的設計 (8)2.1 系統總體設計框圖及單片機系統的設計 (9)2.1．1 系統總體設計框圖 (9)2.1.2 8051單片機簡介 (9)2.1.3 單片機系統中所用其他晶片簡介 (11)2.1.4 8051單片機擴展電路及分析 (15)2.2 PWM信號發生電路設計 (17)2.2.1 PWM的基本原理 (17)2.2.2 PWM信號發生電路設計 (18)2.2.3 PWM發生電路主要晶片的工作原理 (19)2.3 功率放大驅動電路設計 (22)2.3.1 晶片IR2110性能及特點 (22)2.3.2 IR2110的引腳圖以及功能 (23)2.4 主電路設計 (25)2.4.1 延時保護電路 (25)2.4.2 主電路 (25)2.4.3 輸出電壓波形 (28)2.5 測速發電機 (28)2.6 濾波電路 (29)2.7 A/D轉換 (29)1.7.1 晶片ADC0809介紹 (29)2.7.2 ADC0809的引腳及其功能 (29)第3章.直流調速系統 (30)3.1 直流調速系統概述 (31)3.2單閉環直流調速系統 (31)3.3開環系統機械特性和閉環系統靜特性的比較 (33)第4章利用單片機控制的直流電機轉速系統的設計 (35)4.1系統軟體部分的設計 (35)4.1.1 PI 轉速調節器原理圖及參數計算 (35)4.2 控制電路設計 (36)4.2.1 單片機資源分配 (36)4.2.2 程式流程圖 (40)第5章結論 (41)致謝 (42)參考文獻 (43)畢業設計任務書7一、設計題目利用單片機控制的直流電機轉速系統的設計二、設計要求設計一個用單片機實現對直流電機轉速控制系統。
PIC单片机控制直流电机转速毕业设计
基于PIC18F458的直流电动机PWM调速控制系统设计张杰(甘肃农业大学工学院学院农电班06级)摘要：当今，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。
长期以来，直流电动机因其转速调节比较灵活，方法简单，易于大范围平滑调速，控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。
它广泛应用于数控机床、工业机器人等工厂自动化设备中。
随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。
为此，研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。
本文设计是一套基于PIC单片机的直流电机控制器，作为其配套的试验装置。
论文根据系统的要求完成了整体方案设计和系统选型，针对所设计的控制方案对控制系统的软、硬件设计作了详细论述。
硬件部分先作了整体设计，然后介绍了以PIC16F458单片机为核心的硬件构成，对键盘电路、测量电路、显示电路等作了详细阐述;软件部分采用模块化设计思想，编制了各个模块的流程图。
论述了软件的设计思想和方法;实现了对直流电动机转动参数的设置、启动、停止、加速、减速和显示等功能。
利用PIC系列芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。
针对直流电机运行环境恶劣、干扰严重的特点，从系统的硬件设计、软件设计等多方面进行抗干扰的综合考虑，并利用多种软件和硬件技术来提高和改善系统的抗干扰能力，有效地提高了系统的可靠性和实用性。
关键词:直流电机，PIC单片机，速度控制Abstract Nowadays，automatic control systems have been widely used and developed in Every aspect of life. As the artery in the area of electric drive systems DC drives become more and more important in modem Production. For a long time，DC motor has Possessed the main role in the areaof electric drive because of its neatly adjustment, simple method and smooth timing in a wide range，besides，its control Performance excellent. DC motor is widely used on the automatic equipments，such as CNC and industrial robot. As the scale of Production becomes larger and larger，the demand and requirements become higher and higher ,so the research on improving the DC controlling system behavior has important sense.This design is a system of DC motor multiple speeds Based on PIC MCU is designed，as its necessary test equipment. It finished the total Project design of system and model selection .The hard ware and software design of the system according to the Preceding solutions are discussed detailed. For the hardware Part after a dissertation on the whole design，the core hardware of the control system is the PIC MCU，the Paper introduced the details of some hardware Problem，including input circuit of keyboard，measure circuit，display circuit and so on .The method of software Planning for it is also discussed. For the software Part，with the Introduction of modular design concept some Procedure flow charts of main Program subroutine are offered. The Paper designs the software which achieves the functions，such as install Parameters，download Parameters，startup，stop accelerate and decelerate. This new family of PIC enables cost-effective design of controllers for DC motors which can fulfill more conditions，consisting of fewer system component，lower system cost and increased Performances.Aiming at the characteristic of bed environment and serious disturbance，many kinds of software and hardware technology are applied to improve systematic anti-interference ability，which comprehensively improve systematic dependability and Practicability.It has been Proved by experiments that this system can make the high Precise and multiple speed motor control come true. Stepping out the Performance index is realize Now this system hasbeen Put into experiment.Keywords DC Motor ; PICMCU，Speeds Control1 绪论1.1 引言当今，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流调速控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用，无论是在工农业生产、交通运输、国防、航天航空、医疗卫生、商务与办公设备、还是在日常生活中的家用电器都大量使用着各式各样的电气传动系统，其中许多系统有调速的要求:如车辆、电梯、机床、造纸机械等等。
直流电机速度PID控制系统设计毕业论文（设计）.doc.doc
序号（学号〉： 161240303长春大学 毕业设计（论文）直流电机速度PID 控制系统设计李一丹国际教育学院自动化1612403曹福成2016 年 5 月 30 0姓 名 学 院 专 业 班 级 指导教师直流电机速度PID控制系统设计摘要：针对现有的直流电机控速难的问题，本文设计了一种基于ATmegal6L单片机的直流电机速度控制系统。
本系统以ATinegal6L单片机为主控制器，搭载了L298n为电机驱动，通过霍尔元件进行测速，通过按键控制电机的转动方向和转动速度，并配以温度传感器DS18B20对温度进行监测，通过PID算法调节PW\1 进行对速度控制。
该系统包括的模块主要有单片机为主体的控制模块、电机的驱动模块、对电机速度进行监测的模块、由LCD1602构成的显示ky r模块、电源模块和按键控制模块等。
本系统可以通过PID算法实现可编程脉宽波形对直流电机的速度进行控制，并且可以显示出当前电机的转速。
关键词：单片机；PID算法；直流电机The design of DC motor speed control system with PID Abstract: According to the existing DC motor speed control problem, this paper describes the design of a DC motor speed control system based on ATmegal6L MCU. To ATMEGA16L microcontroller as the main controller for the system, equipped with a L298n for motor drive, through the hall element of speed, through the buttons to control the motor rotation direction and the rotation speed, and the temperature sensor DS18B20 the temperature monitoring, PID algorithm is used to adjust the PWM control of the speed. The system includes the following modules display microprocessor control module, as the main body of the motor drive module, monitoring module, the speed of motor is composed of LCD1602 module, power supply module and key control module.This system can realize through PID algorithm to control the speed of the programming pulse waveforms of DC motor, and can display the current motor speed.Keywords: single chip microcomputer, PID algorithm, DC motor ky r戈ml ml ——II —In —In | * 11—I 1111 ml 1111目录Bit (1)l.i选题背景及意义 (1)1.2国内外研宄现状 (2)1.3木文主要研究的内容 (3)第2章总体方案论述 (4)ky r2.1系统主要传感器介绍 (4)2.1.1温度传感器 (4)2.1.2转速检测模块 (5)2.2系统总体功能及方案选择 (6)2.2.1系统所需模块及功能 (6)2.2.2主控制器选择 (8)第3章系统总体硬件设计 (10)3.1单片机最小系统 (10)3.1.1ATmegal6L单片机的引脚分布 (10)3.1.2最小系统的硬件电路 (13)3.2电机驱动电路 (14)3.3温度检测电路 (15)3.4光电管提示电路和按键控制电路 (15)3.5LCD1602 显示电路 (16)3.6电源电路 (17)3.7本章小节 (18)第4章系统软件设计 (19)4.1系统总体流程图 (19)4.2 PID算法简介 (19)4.2.1PID算法介绍 (20)4.2.2HD算法结果 (21)4.3系统调试步骤 (21)4.4误差分析即改进方法 (22)给论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)隱 (26)附录I系统总体硬件电路图 (26)附录II系统中部分程序 (27)ky r In—ml ml ml ml | , I af—.第1章绪论1.1选题背景及意义电动机简称电机，俗称马达，在现实生活中，我们处处都可以见到电机的身影，小到小学生玩的电动四驱车，大到炼钢厂用的滚动罐，这些都是电机家族的成员。
推荐-基于单片机的直流电机转速PID控制系统设计 精品
直流电机转速PID控制系统设计学院：专业班级：姓名：学号：指导老师：单片机原理课程设计任务书班级：自动化07 姓名：指导教师：曹利钢 20XX年6月7日教研室主任签字：年月日目录5778667第六章课程设计体会 (39)第七章参考文献 (39)第一章直流电机工作原理1.1 工作原理本设计中的电子钟的核心是AT89C51。
硬件电路主要由六部分构成：PID控制电路、复位电路、键盘电路、显示电路、串行通信电路以及温度检测电路。
PID控制电路是电子钟硬件电路的核心，没有PID控制电路，直流电机无法正常稳定运行。
本系统电路采用的晶振11.0592MHz，一号单片机定时器采用的是定时器0工作在方式2定时，用于实现一定时间的计时，定时时间为10ms。
复位电路可使单片机回复到初始状态。
键盘可实现对直流电机转速的设定及启动的操作。
温度检测是通过DS18B20芯片实现，在温度显示中还要注意数的转换。
在该设计中还用到定时器1工作在方式2用来产生9600的波特率，用在两片单片机之间串行传送数据。
1、外部中断INT1当电机转一圈时向外部中断进行一次中断计数，从而实现电机转速的测量。
2、一号单片机转速显示当电机转动时，显示部分可以把电机的设定转速或者是通过通信由温度计算的转速显示出来，同时在右侧部分显示电机当下的转速。
二号单片机的温度显示与之类似。
3、温度测量温度测量有专门的芯片DS18B20。
DS18B20 可编程温度传感器有 3 个管脚。
GND 为接地线，DQ 为数据输入输出接口，通过一个较弱的上拉电阻与单片机相连。
VDD 为电源接口，既可由数据线提供电源，又可由外部提供电源，范围 3．O～5．5 V。
当 DSI8B20 接收到温度转换命令后，开始启动转换。
转换完成后的温度值就以 16 位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的 0，1 字节。
单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式以 0．062 5℃／LSB 形式表示。
基于单片机实现直流电机PWM调速系统毕业设计
畢業設計(論文)基於單片機實現直流電機PWM調速系統系別：電氣與資訊工程系專業班級：電氣自動化06—32（1）班指導教師：董曉紅老師完成日期：2009年6月12日一、題目：基於單片機實現直流電機PWM調速系統二、指導思想和目的：通過畢業設計，培養學生綜合運用所學的知識和技能解決問題的本領，鞏固和加深對所學知識的理解；培養學生調查研究的習慣和工作能力；培養學生建立正確的設計和科學研究的思想，樹立實事求是、嚴肅認真的科學工作態度。
三、設計任務或主要技術指標：利用MCS-51系列單片機，通過PWM方式控制直流電機調速的方法。
採用了專門的晶片組成了PWM信號的發生系統，然後通過放大來驅動電機。
利用直流測速發電機測得電機速度，經過濾波電路得到直流電壓信號，把電壓信號輸入給A/D轉換晶片最後回饋給單片機，在內部進行PI運算，輸出控制量完成閉環控制，實現電機的調速控制。
四、設計進度與要求：1）：佈置設計任務，深入瞭解設計內容，搜集參考資料，學習有關內容。
2）：學習學校畢業設計的的實際情況，和格式要求。
3）：設計網路拓撲結構以及構思設計的基本思路和設計過程。
4）：根據根據設計要求和構思思路查找設計內容。
5）：根據要求和設計的基本方案對設計要求的材料進行預算。
6）：完善設計方案並繪製必須的圖紙草圖，編寫設計說明書。
7）：對圖紙進行校正和測繪，畫合格的正式圖紙。
8）：總結，熟悉設計內容，準備畢業答辯，完成答辯。
五、主要參考書及參考資料：[1] 王離九，黃錦恩編著，電晶體脈衝直流調速系統，華中理工大學出版社出版[2] 丁元傑主編,上海市教育委員會組編,單片微機原理及應用，機械工業出版社[3] 李榮生主編，電氣傳動控制系統設計指導，機械工業出版社[4] 吳守箴，臧英傑編著，電氣傳動的脈寬調製控制技術，機械工業出版社[5] 陳伯時主編,自動控制系統---電力拖動控制,中央廣播電視大學出版社專業班級：電氣自動化06—32（1）班學生：景天紅指導教師：董曉紅老師教研室主任（簽名）：系（部）主任（簽名）：年月日新疆工業高等專科學校畢業設計（論文）評定意見書設計（論文）題目：基於單片機實現直流電機PWM調速系統專題：基於單片機實現直流電機PWM調速系統設計者：姓名景天紅專業電氣自動化班級06—32（1）班設計時間：2009年4月20日—2009年6月12日指導教師：姓名職稱單位評閱人：姓名職稱單位評定意見：評定成績：指導教師（簽名）：年月日評閱人（簽名）：年月日答辯委員會主任（簽名）：年月日（上頁背面）畢業設計評定意見參考提綱1.學生完成的工作量與內容是否符合任務書的要求。
永磁无刷直流电动机转速PID控制系统设计-毕业论文
摘要 (2)第1章绪论31.1 研究的目的和意义 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.2.1 国外研究现状 (4)1.2.2 国内研究现状 (4)1.3 论文组织结构 (5)第2章直流调速系统的方案选择和总体结构及框图62.1 直流电动机调速概述 (6)2.2 现行方案的讨论与比较 (6)2.2.1 选择方波PWM控制系统的理由 (7)2.2.2 选择IGBT的H桥型主电路的理由 (7)2.2.3 采用转速电流双闭环的理由 (8)2.3 系统方案的确定及框图 (8)第3章系统硬件电路设计103.1 单片机最小系统 (10)3.1.1 单片机最小系统与时钟电路 (10)3.1.2 定时器PWM发生电路 (12)3.2 驱动电路设计 (12)3.3 电流检测电路 (12)3.4 转速检测电路 (13)3.5 LCD12864显示电路 (14)3.6 电源电路 (14)3.7 按键电路 (15)3.8 蜂鸣器报警电路 (16)第4章系统软件设计184.1 系统整体软件设计 (18)4.2 PID算法设计 (19)4.2.1 PID简介 (19)4.2.1 PID参数计算 (19)结论 (22)摘要本设计研究了直流调速系统的国内外发展状况，并对并对调速系统设计方案进行选择，最终确定了PWM调控的PID算法转速电流双闭环控制的系统设计方案。
本设计可分为硬件设计与软件设计两部分，其中硬件设计采用STC98C52作为控制核心，电流检测电路、转速检测电路的检测到的参数分两路输送，一路输送给单片机，并通过与设置好的值进行比较，判断电路是否过载或短路，一旦电机故障，立即拉响蜂鸣器并在LCD中显示故障，另外一路反馈给PID控制器构成双闭环调节；在对系统的软件部分进行设计的过程中需要分别对主程序以及PID控制程序进行设计，其中主程序的作用是将单片机初始化，并进行数据处理，PID控制器三个参数的调整主要由PID计算程序实现。
PIC单片机控制直流电机转速毕业设计
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汇报人：
目录 /目录
01
PIC单片机介 绍
02
直流电机介绍
03
PIC单片机控 制直流电机转 速的原理
04
系统实现
05
毕业设计总结 与展望
01 PIC单片机介绍
PIC单片机的特点
体积小，功耗低 速度快，处理能力强 集成度高，功能丰富 易于编程，开发周期短 应用广泛，适用于各种控制系统
按照结构分类：有刷直流电机、无刷直流 电机
按照用途分类：驱动直流电机、控制直流 电机、调速直流电机、伺服直流电机
按照转速分类：高速直流电机、低速直流 电机
按照功率分类：大功率直流电机、小功率 直流电机
按照控制方式分类：开环控制直流电机、 闭环控制直流电机
直流电机的应用
Байду номын сангаас
工业自动化： 用于控制生产 线、机械臂等
PIC单片机的作用： 通过控制电枢电 流的大小来控制 转速
调速方法：通过 改变电枢电压或 电枢电流来改变 转速
调速效果：可以 实现平滑、稳定 的调速效果
PIC单片机PWM输出控制直流电机转速
PIC单片机：一种 微控制器，用于控 制各种电子设备
PWM输出：一种 脉冲宽度调制技术， 用于控制直流电机 转速
软件编程与调试
调试工具：串口调试助手 编程环境：Keil uVision5 编程语言：C语言
程序结构：主程序、子程序、 中断服务程序
调试步骤：编译、链接、下 载、运行、调试
调试技巧：断点设置、单步 执行、变量观察、堆栈跟踪
系统测试与优化
毕业设计(论文)基于智能pid的直流电机调速系统
摘要由于变频技术的出现，交流调速一直冲击直流调速，但综观全局，尤其是我国在此领域的现状，再加上全数字直流调速系统的出现，提高了直流调速系统的精度及可靠性，直流调速仍将处于重要地位。
对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个方面，而在工业生产中对于后两个要求已能很好地实现，但工程应用中稳速指标却往往不能达到预期的效果，稳速要求即以一定的精度在所需要的转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动。
稳速很难达到要求原因在于数字直流调速装置中的PID调节器对被控对象及其负载参数变化自适应能力差。
模糊控制不要求被控对象的精确模型且适应性强，为了克服常规数字直流调速装置的缺点，本文将模糊控制与PID调节器结合，着手fuzzy-PID复合控制方案理论研究和硬件的实现，设计出相关控制方案的直流调速系统，该方案以AT89C51单片机为主控单元，合适的驱动电路和一些外围电路构成硬件系统；以参数模糊自整定PID为控制策略。
本文对于系统的硬件及软件设计进行了详细的设计，包括电机控制模块、检测模块、电机驱动模块的设计等，以及软件的控制思想和编程方法。
本系统的设计顺应了目前国外直流调速朝着数字化，发展的趋势，充分利用了单片机的优点，使得通用性得到了提高。
经过理论分析和设计此控制器的各项性能指标优于模糊控制器和常规PID 控制器，具有很强的鲁棒性。
关键词：模糊控制；直流调速；稳态性能；单片机AbstractAfter Frequency Conversion Technology appeared，AC speed regulation method had always impacted DC Speed Regulation，but Generally speaking，especially the status in our country，in addition to digital DC Speed Regulation emerged，it improving the precision and the reliability in DC Speed Regulation System．DC Speed Regulation was also in the important status．Speed stability、speed ratio、acceleration、deceleration are the four factors in DC Speed Regulation System，the last two factors already reached well in industry application．But the Stability index does not match the desired purpose．Stability index is that the DC motor running in the precision range on desired speed，even if the system has uncertain disturbance．It is hard to realize because of adaptiveability digital DC Speed Regulation device is not enough when in the condition of the load parameters change unpredictably．Fuzzy control does not need precision mathematic model to conquer the shortcoming in routine digital DC Speed Regulation．We can combine with the PID adjuster and fuzzy control，focusing on theory research and realization of fuzzy-PID compound control scheme，design relevant DC Speed Regulation System was designed in the dissertation．This scheme is based on the core of AT89C51 single chip，appropriate driver circuit and some peripheral circuits，Fuzzy Self-tuning PID is the control strategy,This dissertation also introduce the plan of hardware and software，including DC motor control module、driver module、examine circuit and so on in detail，if explained the method of control and the thought of software，this system got used to the trend of digital power in the international，used the single micro—computer fully，and improveed the general use of the power．Theoretical analysis and design showed that all performance indexes of Parameter Self-Adjusting Fuzzy Logic PID Controller was in advance of those of the simple fuzzy controller and the conventional PID controller．Especially，the adaptive fuzzy controller is robust．Keywords：fuzzy logic control(FLC)；DC Speed Regulation；stability performance；Single micro-computer目 录摘 要 .................................................................................................................................................I Abstract ......................................................................................................................................... II 目 录 ............................................................................................................................................ I II第一章 绪论 (1)1.1 序言 (1)1.2 PID 控制中存在的问题 (1)1.3 模糊控制的发展状况 (2)模糊控制的发展过程 (2)模糊控制技术要解决的问题 (3)1.4 直流调速系统的发展概况 (4)1.5 本课题的研究内容及目的 (5)第二章 直流调速系统的理论分析 (6)2.1 控制理论在调速系统中的应用分析 (6)调速系统性能指标 (6)直流调速常用的方法 (7)2.2 传统直流调速系统中调节器参数的计算 (9)设计指标及要求 (9)固有、预置参数计算 (9)电流调节器参数计算 (10)转速调节器参数 (10)2.3 数字PID 调节器的原理及应用 (12)2.4 数字PID 控制器的算法实现 (14)第三章 模糊PID 控制算法设计 (16)3.1 模糊控制的原理 (16)模糊控制的理论基础 (16)模糊控制系统的组成 (16)模糊控制在实际中的适用性 (17)3.1.4 模糊控制器的设计方法 (17)3.2直流调速系统模糊PID 控制结构设计 .......................................................................... 18 被控过程对参数P K 、I K 、D K 的自整定要求 (19)3.3模糊自整定PID 参数控器设计 (20)确定控制器的输入、输出语言变量 (20)3.3.2确定各语言变量论域，在其论域上定义模糊量 .............................................. 21 确定P K 、I K 、D K 的调节规则 .. (21)模糊推理和模糊运算 (22)第四章 调速系统硬件设计 (24)4.1硬件总体方案设计 (24)4.2 主电路设计 (24)4.3 整流电力二极管参数的确定 (25)4.4 IGBT 的选择 (26)4.5 IGBT 驱动电路的设计 (26)IGBT 驱动电路的一般要求 (26)IGBT 的专用驱动集成电路 (26)4.6 泵升电压的抑制 (28)4.7 电流反馈信号检测装置设计 (29)概述 (29)4.7.2 电流检测装置的设计 (30)4.8转速检测环节及其与单片机接口电路的设计 (30)4.9 模拟量给定电流、转速反馈量与单片机的接口设计 (32)4.10 键盘与显示接口电路 (32)第五章系统软件设计 (34)5.1主程序 (34)5.2 A/D转换设计 (35)5.3键盘与显示子程序设计 (36)5.4模糊PID控制流程设计 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (42)第一章绪论1.1 序言在现代化的工业生产过程中，几乎无处不使用电力传动装置，生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
单片机控制直流电机调速系统设计论文--大学毕业设计论文
单片机控制直流电机调速系统设计摘要随着社会的发展，电机可调速广泛的应用于工农业、交通运输业以及我们的日常生活。
早起的电机调速主要基于模拟电路的调速。
模拟电路的设计一方面难度大、调试复杂，另一方面加之元器件易老化，这对于调速系统广泛普及起到一定的制约作用。
随着电力技术、微处理器技术、自动控制技术的发展，使得PWM脉宽调制技术得到空前的发展。
本系统的设计正是PWM脉宽调制技术在直流电机调速的应用。
研究这一技术，对于生产和生活有着积极意义。
本文首先对系统架构进行介绍，让读者从宏观上把握系统的设计思想。
然后分别介绍构成系统的各个模块的内容和选型。
接着介绍硬件电路的设计和软件程序的设计思想。
最后对系统的功能进行测试，并记录测试结果。
关键词PWM；微处理器；自动控制技术；Single chip microcomputer control dc motor speed controlsystem designAbstractWith the development of the society, adjustable speed motor is widely used in industry and agriculture, transportation, and our daily life. Getting up early is mainly based on the analog circuit of motor speed control. Analog circuit design on the one hand, difficult andcomplex debugging, aging, on the other hand, combined with the components for the speedcontrol system widely popularize played a role. As the electric technology, microprocessortechnology, the development of automatic control technology, the PWM pulse width modulation technology get unprecedented development. The design of this system is the PWM pulse width modulation technology in the application of dc motor speed control. Research the technology, has a positive meaning for production and life.This paper introduces the system architecture, let the reader from on macroscopic to grasp thedesign ideas of the system. Then introduced respectively constitute the content of each module and the choice of the system. Then introduces the design of hardware circuit and software program design thought. Finally test the function of the system, and record test results.Key wordsPWM；microprocessor；automatic control technology;绪论 (1)（一）本课题研究的背景及意义 (1)（二）本课题拟要解决的问题与预期达到的目标 (1)（三）本课题的行文结构安排 (2)一、系统架构与方案选择 (2)（一）系统架构 (2)（二）方案选择性 (3)二、硬件电路设计 (6)（一）单片机系统电路设计 (6)1.单片机最小系统电路设计 (6)2.液晶显示电路设计 (10)（二）电机驱动电路与光电计数电路设计 (11)（三）按键电路设计 (12)三、软件设计 (14)（一）软件总流程图 (14)（二）LCD1602程序设计 (15)四、系统测试 (17)（一）按键面板定义 (17)（二）系统测试 (17)五、结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)（一）本课题研究的背景及意义电气传动可以简单的分为两大类，第一类是直流电气传动，第二类是交流电气传动。
单片机控制直流电机调速系统毕业设计
目录前言 (2)第一章概述 (3)1.1 单片机控制直流调速系统的设计方案 (3)1.2 单片机控制直流调速系统工作原理概述 (3)第二章单片机控制系统的硬件设计 (5)2.1单片机系统的地址分配 (5)2.2数据存储器6264的扩展 (6)2.3 ADC0809与8051单片机的接口电路设计 (8)2.3.1给定速度的设计 (8)2.3.2 反馈速度采样电路设计 (9)2.4 DAC0832与8051单片机的接口电路设计 (10)2.5 LED数码显示电路设计 (12)2.6 单片机控制直流调速系统中的其它设计 (14)第三章单片机控制系统的软件设计 (14)3.1主程序的设计 (14)3.2采样子程序 (18)3.2.1 ADC0809的采样程序 (19)3.2.2中值滤波算法子程序 (20)3.3数字PID控制算法子程序 (21)3.4 DAC0832的转换 (24)3.5程序中的代码的转换 (25)3.6给定速度显示与实际速度显示子程序 (28)3.6.1 给定速度显示程序设计 (29)3.6.2实际速度显示子程序 (30)3.7 程序的调试 (30)第四章总结 (31)致谢 (33)参考文献 ....................................................................................................... 错误！未定义书签。
附录一软件程序清单 .. (33)前言自电动机成为第二次工业革命开始的标志以来，其在工业生产制造、交通运输、家用电器等领域发挥重要作用，电动机的应用无处不在。
电机的控制系统随着计算机的发展而不断的改进。
在很长一段时间内，在较高控制性能的传动系统中，直流电机一直占据主导地位，主要原因在于其控制简单、调速平滑、性能良好。
随着电力电子技术的发展，直流电机拖动将有逐步被交流电机拖动所取代的趋势。
直流无刷电机 pid调速 毕业设计_基于单片机和PID算法的直流电机调速设计(原创)
直流无刷电机 pid调速毕业设计_基于单片机和PID算法的直流电机调速设计(原创)导读：就爱阅读网友为您分享以下“毕业设计_基于单片机和PID算法的直流电机调速设计(原创)”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to 的支持!摘要在运动控制系统中，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键盘设置P、I、D、V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。
关键词：数字PID；PWM脉冲；占空比；无静差调节AbstractIn the motion control system,the control of electromotor's rotate speed is of great importance,there are a lot of speed control arithmetics andmethods ,the analog PID control is one of the earliest developed control policies which has formed typical structure ,its parametric setting is convenient and it's easy to meet normal control's demand,but as the whole control process is fixed once the parameter has been set while practically the changes of those conditions like the system parameters and temperature of the environment prohibit the system from reaching its best control effect,so the analog PID controller barely has satisfied effect.With the development of computer technology and intelligent control theory ,the digital PID technology is thriving which can achieve the analog PID's control tasks and consists of many advantages like flexible control arithmetics and high reliability,it is widely used now.This design is based on the digital PID mentioned above as basic control arithmetic and AT89S51 SCM as control core,the system produces PWM impulse whose duty ratio is controlled by digital PID arithmetic to make sure the running of direct current machine's rotate speed.Meanwhile,the design uses photoelectric sensor to transduce the electromotor speed into impulse frequencyand feed it back to SCM,this process implements rotate speed's closed loop control to attain the purpose of rotate speed's astatic modulation.In this system, the 128×64LCD is used as display unit , the 4×4 keyboard sets those four parameters P、I、D、V and obverse and reverse control,after starting up,the display unit shows the electromotor's current rotate speed and runtime.The system has great control precision and anti-jamming capability.Keywords：digital PID；PWM impulse；dutyfactor；astatic modulation前言21世纪，科学技术日新月异，科技的进步带动了控制技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了翻天覆地的变化。
基于单片机的直流电机PMW调速系统设计本科毕业论文(设计)
本科毕业论文（设计）题目基于单片机的直流电机PMW调速系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
电机控制直流电机的转速 毕设正文
引言直流电机是最常见的一种电机，具有很好的起动、制动和调速等功能。
现今，直流电动机被广泛的应用于生产和生活的各个领域，为人们的生产和生活提供便捷。
传统的调速具有功耗大，调速困难，易随温度产生漂移，热损耗大等诸多缺点。
为了改善这些缺点，使直流电机的调速更加趋于完善，本设计采用基于单片机的PWM控制技术对直流电机进行控制。
PWM是一种新的电机调速方式，是针对脉冲的占空比进行调制的一项技术,以往的调节方式大致分为以下三种:（1）固定脉冲宽度而调节频率（2）同时调节脉冲宽度与频率（3）固定脉冲频率而调节脉冲宽度。
这三种方式中，前两种在操作时都得改变脉冲的周期，这样做经常会使系统出现共振的现象。
因此，我在本设计中采用固定脉冲频率而调节脉冲宽度的方法来获得所需要的驱动电压。
这种调节方法有开关频率高（仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流),低速运行稳定、动态性能优良、效率高(开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小)等优点，在电机调速中被广泛使用。
用单片机对直流电机进行控制具有准确性和可操作性。
本设计采用的单片机是AT89S52，是一款8051增强型单片机，具有优良的控制性能。
本设计为基于单片机的直流电机的调速系统设计，其中选择直流电机为被控对象，采用51单片机完成对直流电机的转速的控制。
本设计从硬件和软件两部分进行设计，硬件部分主要完成驱动电路，显示电路，键盘电路的设计。
1绪论1.1课题研究的目的与意义现如今自动化控制已经被人们所熟知，并且得到了广泛的应用。
随着科学技术的不断进步，自动化控制也取得了飞跃性的发展。
因为直流电机是自动化控制的主要被控元件，所以它在现代化的工业生产中占据着不可替代的位置。
直流电机因其较强的控制能力和良好的线性特性，被多数闭环控制系统所采用。
早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础。
由运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。
单片机实现直流电机PWM调速系统毕业设计
毕业设计（论文）题目：利用单片机控制的直流电机转速系统的设计班级：XX姓名：XZ指导教师：XX说明：8051毕业设计任务书7 (3)一、设计题目 (3)第1章绪论 (5)1.1利用单片机控制的直流电机转速系统设计目的和意义 (5)1.1.1选题的目的和意义 (5)1.1.2国内外研究现状简述： (5)1.1.3毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段： (5)1.2利用单片机控制的直流电机转速系统的设计设计项目发展 (6)1.3利用单片机控制的直流电机转速系统的设计原理 (6)第2章系统硬件电路的设计 (8)2.1 系统总体设计框图及单片机系统的设计 (9)2.1．1 系统总体设计框图 (9)2.1.2 8051单片机简介 (9)2.1.3 单片机系统中所用其它芯片简介 (11)2.1.4 8051单片机扩展电路及分析 (15)2.2 PWM信号发生电路设计 (17)2.2.1 PWM的基本原理 (17)2.2.2 PWM信号发生电路设计 (18)2.2.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理 (19)2.3 功率放大驱动电路设计 (22)2.3.1 芯片IR2110性能及特点 (22)2.3.2 IR2110的引脚图以及功能 (23)2.4 主电路设计 (25)2.4.1 延时保护电路 (25)2.4.2 主电路 (25)2.4.3 输出电压波形 (28)2.5 测速发电机 (28)2.6 滤波电路 (29)2.7 A/D转换 (29)1.7.1 芯片ADC0809介绍 (29)2.7.2 ADC0809的引脚及其功能 (29)第3章.直流调速系统 (30)3.1 直流调速系统概述 (31)3.2单闭环直流调速系统 (31)3.3开环系统机械特性和闭环系统静特性的比较 (33)第4章利用单片机控制的直流电机转速系统的设计 (35)4.1系统软件部分的设计 (35)4.1.1 PI 转速调节器原理图及参数计算 (35)4.2 控制电路设计 (36)4.2.1 单片机资源分配 (36)4.2.2 程序流程图 (40)第5章结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)毕业设计任务书7一、设计题目利用单片机控制的直流电机转速系统的设计二、设计要求设计一个用单片机实现对直流电机转速控制系统。
直流电机转速分段pid控制的单片机实现_学位论文
摘要本设计采用微控制器AT89S52完成小型直流电机转速的采集、计算、显示、键盘设定等功能。
并将非均匀采样情况下的增量式积分分离PID控制算法应用于直流电机的PWM调速，实现了对电机转速的测量和分段控制，解决了通常低采样周期时系统的超调问题。
在设计过程中主要包括了以下两个方面的内容：一是直流电动机调速理论的研究及其控制器的理论设计，二是控制电路的仿真和硬件设计。
设计结果表明采用分段PID控制具有算法简单快速性能好动态恢复特性快的特点。
对调速系统的研究及以后同类系统的设计开发提供了一定的参考。
关键词：直流调速系统；PID控制；AT89S52；PWMAbstractThis design uses microcontroller AT89S52 to complete performances such as sampling，calculating，displaying，and keyboard setting of rotational speed for small DC electromotor. Under situation of non-uniform sampling，the increment type integral separation PID control algorithm has been applied in the PWM speed regulation for DC electromotor，which can realize measuring and sectional controlling of the electromotor rotational speed，and has solved the general overshoot problem with low sampling period. The paper mainly includes two aspects. The first aspect is the principle research in the speed regulation system of DC electromotor and design of it. The second aspect is simulation of circuit and hardware design. The results of design have indicated that，with sectional PID controller，the system has features including simple algorithm，good rapidity，fast dynamic recovery performances. The paper offers some consults for researching system of speed regulation and design of similiar system.Key words DC speed regulation system; PID control; AT89S52; PWM目录1 绪论 (1)1.1 课题来源及研究背景 (1)1.2 直流电动机的发展与现状 (2)1.3 直流电机调速系统 (3)1.4 数字PID技术概述 (4)1.5 本文内容及章节安排 (5)2 直流电机转速分段PID控制的单片机实现方案 (6)2.1 整体方案设计 (6)2.1.1 系统结构方案 (6)2.1.2 转速测量方案 (6)2.1.3 电机驱动方案 (7)2.1.4 键盘显示方案 (7)2.1.5 PWM软件实现方案 (8)2.2 系统原理框图设计 (8)2.3 本章小结 (9)3 硬件系统模块组成与电路分析 (10)3.1 速度测量电路设计 (10)3.1.1 转速/频率转换电路的设计 (10)3.1.2 脉冲滤波整形电路的设计 (11)3.2 电机驱动电路的设计 (11)3.3 LCD显示电路与单片机的接口设计 (12)3.4 按钮控制电路设计 (13)3.5 本章小结 (14)4 系统程序设计及实现 (15)4.1 系统总程序框图设计 (15)4.2 系统各部分子功能程序设计 (16)4.2.1 电机转速测量程序设计 (16)4.2.2 键盘程序设计 (18)4.2.3 LCD显示子程序的设计 (19)4.3 PWM信号的单片程序实现 (21)4.4 本章小结 (21)5 数字PID及其算法的改进 (22)5.1 PID控制基本原理 (22)5.2 三个基本参数Kp，Ti，Td在实际控制中作用研究 (27)5.3 PID算法的改进“饱和”作用的抑制 (28)5.4 PID控制算法的单片机程序实现 (31)5.5 本章小结 (31)6 系统的调试过程与测试 (32)6.1 转速度测量部分调试 (32)6.2 PID各项系数赋初值 (33)6.3 实验调试和确定PID算法各项系数 (34)6.3.1 赋初值调试分析 (34)6.3.2 修改PID各项系数值调试分析 (35)6.3.3 PID各项系数值的确定 (35)6.4 本章小结 (35)结论 (36)社会经济效益分析 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录Ⅰ符号表 (40)附录II 元器件清单 (41)附录Ⅲ单片机程序 (42)附录Ⅳ硬件原理图 (52)附录Ⅴ PCB图 (53)1 绪论1.1课题来源及研究背景目前见到的许多关于直流电机的测速与控制中虽然能实现直流电机的无级调速，但还存在一些问题如无法与计算机直接接口许多较为复杂的控制算法无法，在不增加硬件成本的情况下实现控制器的人机界面不理想。
基于单片机的直流电机转速PID控制系统设计论文
基于单片机的直流电机转速PID控制系统设计单片机原理课程设计任务书班级：自动化07 姓名：指导教师：曹利钢 2010年6月7日设计题目：基于单片机的直流电机转速PID控制系统设计设计任务和要求1.直流电机型号自选2.对直流电机转速实时显示3.对转速实现恒值控制4.转速控制范围：10％Nn～90％Nn，其中Nn为电机额定转速5.稳态精度达：±5r/min。
设计成果设计说明书一份电路图一份参考资料1.胡汉才.单片机原理及接口技术(第2版)[M].北京：机械工业出版社，20042.陈光东，赵性初.单片机微型计算机原理与接口技术(第2版)[M].武汉：华中科技大学出版社，1999教研室主任签字：年月日目录第一章直流电机工作原理 (4)1.1 工作原理 (4)1.2、直流电机PID控制原理方框图.......... 5矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
第二章硬件设计与实现 (8)2.1 硬件设计 (8)2.2系统面板图 (15)第三章流程设计 (17)3.1 软件设计流程图 (17)第四章程序说明 (20)4.1 直流电机部分程序 (20)4.2 温度检测部分程序 (28)第五章说明及调试 (36)6.1 调试过程 (36)6.2 运行结果 (37)第六章课程设计体会 (39)第七章参考文献 (39)第一章直流电机工作原理1.1 工作原理本设计中的电子钟的核心是AT89C51。
硬件电路主要由六部分构成：PID控制电路、复位电路、键盘电路、显示电路、串行通信电路以及温度检测电路。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
PID控制电路是电子钟硬件电路的核心，没有PID控制电路，直流电机无法正常稳定运行。
本系统电路采用的晶振11.0592MHz，一号单片机定时器采用的是定时器0工作在方式2定时，用于实现一定时间的计时，定时时间为10ms。
复位电路可使单片机回复到初始状态。
键盘可实现对直流电机转速的设定及启动的操作。
温度检测是通过DS18B20芯片实现，在温度显示中还要注意数的转换。
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摘要本设计采用微控制器AT89S52完成小型直流电机转速的采集、计算、显示、键盘设定等功能。
并将非均匀采样情况下的增量式积分分离PID控制算法应用于直流电机的PWM调速，实现了对电机转速的测量和分段控制，解决了通常低采样周期时系统的超调问题。
在设计过程中主要包括了以下两个方面的内容：一是直流电动机调速理论的研究及其控制器的理论设计，二是控制电路的仿真和硬件设计。
设计结果表明采用分段PID控制具有算法简单快速性能好动态恢复特性快的特点。
对调速系统的研究及以后同类系统的设计开发提供了一定的参考。
关键词：直流调速系统；PID控制；AT89S52；PWMAbstractThis design uses microcontroller AT89S52 to complete performances such as sampling，calculating，displaying，and keyboard setting of rotational speed for small DC electromotor. Under situation of non-uniform sampling，the increment type integral separation PID control algorithm has been applied in the PWM speed regulation for DC electromotor，which can realize measuring and sectional controlling of the electromotor rotational speed，and has solved the general overshoot problem with low sampling period. The paper mainly includes two aspects. The first aspect is the principle research in the speed regulation system of DC electromotor and design of it. The second aspect is simulation of circuit and hardware design. The results of design have indicated that，with sectional PID controller，the system has features including simple algorithm，good rapidity，fast dynamic recovery performances. The paper offers some consults for researching system of speed regulation and design of similiar system.Key words DC speed regulation system; PID control; AT89S52; PWM目录1 绪论 (1)1.1 课题来源及研究背景 (1)1.2 直流电动机的发展与现状 (2)1.3 直流电机调速系统 (3)1.4 数字PID技术概述 (4)1.5 本文内容及章节安排 (5)2 直流电机转速分段PID控制的单片机实现方案 (6)2.1 整体方案设计 (6)2.1.1 系统结构方案 (6)2.1.2 转速测量方案 (6)2.1.3 电机驱动方案 (7)2.1.4 键盘显示方案 (7)2.1.5 PWM软件实现方案 (8)2.2 系统原理框图设计 (8)2.3 本章小结 (9)3 硬件系统模块组成与电路分析 (10)3.1 速度测量电路设计 (10)3.1.1 转速/频率转换电路的设计 (10)3.1.2 脉冲滤波整形电路的设计 (11)3.2 电机驱动电路的设计 (11)3.3 LCD显示电路与单片机的接口设计 (12)3.4 按钮控制电路设计 (13)3.5 本章小结 (14)4 系统程序设计及实现 (15)4.1 系统总程序框图设计 (15)4.2 系统各部分子功能程序设计 (16)4.2.1 电机转速测量程序设计 (16)4.2.2 键盘程序设计 (18)4.2.3 LCD显示子程序的设计 (19)4.3 PWM信号的单片程序实现 (21)4.4 本章小结 (21)5 数字PID及其算法的改进 (22)5.1 PID控制基本原理 (22)5.2 三个基本参数Kp，Ti，Td在实际控制中作用研究 (27)5.3 PID算法的改进“饱和”作用的抑制 (28)5.4 PID控制算法的单片机程序实现 (31)5.5 本章小结 (31)6 系统的调试过程与测试 (32)6.1 转速度测量部分调试 (32)6.2 PID各项系数赋初值 (33)6.3 实验调试和确定PID算法各项系数 (34)6.3.1 赋初值调试分析 (34)6.3.2 修改PID各项系数值调试分析 (35)6.3.3 PID各项系数值的确定 (35)6.4 本章小结 (35)结论 (36)社会经济效益分析 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录Ⅰ符号表 (40)附录II 元器件清单 (41)附录Ⅲ单片机程序 (42)附录Ⅳ硬件原理图 (52)附录Ⅴ PCB图 (53)1 绪论1.1课题来源及研究背景目前见到的许多关于直流电机的测速与控制中虽然能实现直流电机的无级调速，但还存在一些问题如无法与计算机直接接口许多较为复杂的控制算法无法，在不增加硬件成本的情况下实现控制器的人机界面不理想。
总的来讲控制器的智能化程度不高可移植性差。
虽然采用PWM芯片来实现电机无级调速的方案成本较低，但当控制器针对不同的应用场合增加多种附加功能时，其灵活性不够而且反而增加硬件的成本。
还有一些使用PLC控制器或高档处理器芯片（如DSP器件）的文献，它们虽然具有较高的控制性能，但由于这些高档处理器价格过高需要更多的外围器件因此也不具备在通常情况下大规模使用的条件。
从发展趋势上看，总体的研究方向是提出质量更高的算法和调速方案以及在考虑成本要求的前提下，选择适合这种算法的核心控制器。
直流电动机以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用，但普通开环控制或单闭环的直流电动机可靠性差需要经常维护；开环控制加负载时电流增大负载转矩也将加大转速只能降下来，影响了直流电动机在控制系统中的进一步应用。
单闭环调速系统的启动加速时间又过长，为了克服直流电机开环工作时增加负载而导致速度降过大或闭环启动时加速时间过长等不利因素，双闭环直调速系统便应用而生。
双闭环控制直流电动机不仅使直流电动机有着良好的动、静态调速特性且运行可靠、易于控制。
其应用从最初的军事工业向航空航天、医疗、信息、家电以及工业自动化领域迅速发展。
伺服系统又称位置随动系统它要求实现快、稳、准的位置控制。
普通的伺服电机通常转速较高而转矩较小，在系统中作为执行元件去拖动负载时都必须经过齿轮减速装置，但由于齿隙的影响往往使系统的精度和稳定性下降。
因此为了减小甚至消除误差简化系统结构提高精度和稳定性达到少用或不用减速器的目的，就研制并应用了力矩电动机。
它具有低转速、大转矩和高精度等特点可以满足伺服系统更高性能要求。
另外采用双闭环控制电路控制电机运行可进一步提高系统的可靠性同时也符合“无刷化、稀土化、同步化”的发展趋势。
1.2直流电动机的发展与现状一个多世纪以来双闭环调速系统一直被广泛应用着电动机，作为机电能量转换装置其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活之中。
电动机主要类型有同步电动机、异步电动机与直流电动机三种，其容量小到几瓦大至上万千瓦。
但它们工作的时候都离不开速度调节或是转矩调节。
众所周知直流电动机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点，但传统的直流电动机均采用电刷以机械方法进行换向，因而存在相对的机械摩擦由此带来了噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点再加上制造成本高及维修困难等缺点，从而大大地限制了它的应用范围致使目前工农业生产大多数均采用三相异步电动机。
随着社会生产力的发展人们生活水平的提高需要不断地开发各种新型电动机。
科学技术的进步新技术新材料的不断涌现更促进了电功机产品的不断推陈出新。
针对上述传统直流电动机的弊病早在本世30年代就有人开始研制以电子换向来代替电刷机械换向的直流无刷电动机，并取得了一定成果但由于当时大功率电子器件仅处于初级发展阶段没能找到理想的电子换相元器件，使得这种电动机只能停留在实验室研究阶段而无法推广使用。
1955年美国D.哈利森等人首次申请了应用晶体管换向代替电动机机械换向器换向的专利，这就是现代直流无刷电动机的雏形，但由于该电动机尚无起动转矩而不能产品化后，又经过人们多年努力借助于霍尔元件来实现换相的直流无刷电动机。
终于在1952年问世，从而开创了直流无刷电动机产品化的新纪元。
70年代以来随着电力电子工业的飞速发展许多新型的高性能半导体功率器件如GTRMOSFET，IGBT等相继出现，以及高性能永磁材料如钐钴、铁硼等的问世均为直流无刷电动机的广泛应用奠定了坚实的基础。
由于直流无刷电动机既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点故在当今国民经济各个领域如医疗器械、仪器仪表、化工、轻纺以及家用电器等方面的应用日益普及。
如计算机硬盘驱动器和软盘驱动器里的主轴电动机、录象机中的伺服电动机均数以百万计地运用直流电动机。
1.3直流电机调速系统根据设计任务要求调速采用PID控制器，因此需要设计一个闭环直流电机控制系统。
该系统采用脉宽调速使电机速度等于设定值并且实时显示电极的转速值。
通过对设计功能分解设计方案论证可以分为：系统结构方案论证，速度测量方案论证，电机驱动方案论证，键盘显示方案论证，PWM软件实现方案论证。
采用转速负反馈和PID调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。
如果对系统的动态性能要求较高，例如要求快速起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。
这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。
在单闭环调速系统中只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只是在超过临界电流I值以后靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想dcr地控制电流的动态波形。
带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动时的电流和转速波形如图1.1a所示。