基于ARM的直流电机伺服控制器的研制的开题报告

基于ARM的直流电机伺服控制器的研制的开题报告
一、选题背景
随着工业自动化的发展，伺服系统作为一种能够实现精确定位和速
度控制的系统，在现代工业生产中得到了广泛应用。

直流电机伺服系统
作为一种常用的伺服系统，在机械领域和自动控制领域中扮演着重要角色。

目前市面上常见的伺服控制器都是基于FPGA或DSP等硬件平台的，它们具有高速、高精度、强鲁棒性等特点，但成本较高。

而基于ARM的
伺服控制器具有成本低、资源丰富、易上手等优点，可以在一定程度上
满足小型直流电机伺服系统的要求。

因此，本研究选题基于ARM的直流
电机伺服控制器的研制。

二、研究内容
本论文旨在设计并实现一种基于ARM的直流电机伺服控制器。

具体任务包括以下几个方面：
1. ARM系统搭建：搭建一套基于ARM的控制系统，包括开发板选型、外设配置、嵌入式操作系统选型等。

2. 直流电机驱动设计：设计一种能够控制直流电机转速和方向的驱
动电路，实现电机的正反转、调速等功能。

3. 伺服控制算法研究：研究常见的PID控制算法，并结合ARM的应用特点进行优化，实现更加精准的电机转速控制。

4. 控制系统开发：将伺服控制算法移植到ARM系统中，并开发控制软件，实现对直流电机的伺服控制。

三、研究意义
该研究的主要意义在于：
1. 提高直流电机的运动控制精度：通过采用优化的PID算法和高速ARM处理器，可以提高伺服系统的精度和响应速度。

2. 降低伺服系统的成本：相对于常见的FPGA和DSP等高成本硬件
平台，基于ARM的伺服控制器成本更低，更容易实现高性价比的控制系统。

3. 提升电机的稳定性和可靠性：伺服控制系统的应用能够克服直流
电机在启动、变速和停止等过程中的绕组损伤与机械振动等问题，提高
电机运行的稳定性和可靠性。

四、研究方法
本研究采用基于ARM的开发板为平台，结合现代控制理论和嵌入式系统设计技术，通过软硬件结合的方法实现直流电机伺服控制器的设计
和开发。

具体方法如下：
1. 确定开发板型号和外设资源，搭建软硬件开发环境。

2. 设计直流电机驱动电路，实现电机正反转和调速等功能。

3. 研究PID控制算法，建立控制模型，设计并实现伺服控制器控制
算法。

4. 开发控制软件，采用C语言编写程序，实现直流电机的伺服控制。

5. 进行仿真实验和实际应用测试，评估伺服控制器的性能和可靠性。

五、论文结构
本论文的结构安排如下：
第一章为绪论，介绍选题的背景、研究内容、研究意义、研究方法等。

第二章为相关技术综述，主要涉及直流电机伺服控制技术、嵌入式
系统设计技术、PID控制算法等。

第三章为系统设计，包括硬件设计和软件设计两部分，具体内容包
括开发板选型、驱动电路设计、伺服控制算法设计、控制软件开发等。

第四章为系统实现与测试，包括仿真实验和实际应用测试两部分，主要介绍伺服控制器的性能测试和可靠性测试情况。

第五章为结论与展望，简要总结论文的研究内容和成果，并对未来的相关研究工作进行展望。

六、参考文献
参考文献主要包括直流电机伺服控制技术、嵌入式系统设计技术、PID控制算法等方面的学术论文、专著和技术报告。