直流电动机无级调速毕业设计
基于PLC控制的直流电动机调速系统的设计毕业设计
本科毕业设计说明书基于PLC控制的直流电动机调速系统的设计DESIGN OF DC SPEED CONTROL SYSTEM BASED ON PLC学院（部）：电气与信息工程学院专业班级：自动化08-2学生姓名：#####指导教师：######副教授2012 年 5 月30 日毕业设计（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。
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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。
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PWM直流电动机调速控制系统毕业设计(论文)
摘要直流电机具有良好的启动性能和调速特性，它的特点是启动转矩大，能在宽广的范围内平滑、经济地调速，转速控制容易，调速后效率很高。
本文设计的直流电机调速系统，主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。
电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式，PWM是脉冲宽度调制，通过51单片机改变占空比实现。
通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制，LED实现对测量数据（速度）的显示。
电机转速利用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数，计算出电机的速度，实现了直流电机的反馈控制。
关键词：直流电机调速；H桥驱动电路；LED显示器；51单片机ABSTRACTDC motor has a good startup performance and speed characteristics, it is characterized by starting torque, maximum torque, in a wide range of smooth, economical speed, speed, easy control, speed control after the high efficiency. This design of DC motor speed control system, mainly by the microcontroller 51, power supply, H-bridge driver circuits, LED liquid crystal display, the Hall velocity and independent key component circuits of electronic products. Power supply with 78 series chip +5 V, +15 V for motor speed control using PWM wave mode, PWM is a pulse width modulation, duty cycle by changing the MCU 51. Achieved through independent buttons start and stop the motor, speed control, turning the manual control, LED realize the measurement data (speed) of the display. Motor speed using Hall sensor output square wave, by 51 seconds to 1 microcontroller square wave pulses are counted to calculate the speed of the motor to achieve a DC motor feedback control.Keywords: DC motor speed control；H bridge driver circuit；LED display目录摘要 (1)ABSTRACT (1)目录 (2)第1章引言 (3)1.1 概况 (3)1.2 国内外发展现状 (4)1.3 要求 (4)1.4 设计目的和意义 (5)第2章方案论证和选择 (6)2.1 电机调速控制模块 (6)2.2 PWM调速工作方式 (7)2.3 PWM调脉宽方式............................ 错误！未定义书签。
(完整版)基于单片机的直流电机调速系统毕业设计论文
论文题目：基于单片机的直流电机调速系统设计学生姓名：所在院系：所学专业：导师姓名：完成时间：摘要本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。
文章中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。
此外，本文中还采用了芯片IR2110作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且把它与延时电路相结合完成了在主电路中对直流电机的控制。
另外，本系统中使用了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AD转换器，并且最终作为反馈值输入到单片机进行PI运算，从而实现了对直流电机速度的控制。
在软件方面，文章中详细介绍了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：PWM信号，测速发电机，PI运算The Design of Direct Current Motor speedRegulation System Based On SCMChenliSchool of Information and EngineeringAbstractThis article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using MCS-51 single-chip computer to control the speed of a D.C. motor. It also clarifies the principles of PWM and the way to adjust the duty cycle of PWM signal. In addition, IR2110 used as an actuating device of the power amplifier circuit which controls the speed of rotation of D.C. motor. What’s more, tachogenerator is used in this system to measure the speed of D.C. motor. The result of the measurement is sent to AD converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the single-chip computer and participates in a PI calculation. As for the software, this article introduces in detail the idea of the programming and目录1. 引言 (1)1.1开发背景 (1)1.2选题的目的和意义 (1)1.3研究方法 (2)2. 总体设计概述 (2)2.1总体硬件电路设计 (2)2.1.1系统总体设计框图 (2)2.1.2 8051单片机简介 (3)2.1.3单片机系统中所用其他芯片选型 (4)2.2PWM信号发生电路设计 (7)2.2.1 PWM的基本原理 (7)2.2.2 PWM信号发生电路设计 (8)2.2.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理 (9)2.3功率放大驱动电路设计 (10)2.3.1芯片IR2110性能及特点 (10)2.3.2 IR2110的引脚图以及功能 (11)2.4主电路设计 (11)2.4.1 延时保护电路 (11)2.4.2 主电路 (11)2.4.3 输出电压波形 (13)2.4.4系统总体电路图 (14)2.5测速发电机 (15)2.6滤波电路 (15)2.7AD转换 (15)2.7.1芯片选型 (15)2.7.2 ADC0809的引脚及其功能 (16)3.系统软件部分的设计 (16)3.1PI 转速调节器原理图及参数计算 (16)3.2系统中的部分程序设计 (17)3.2.1主程序设计 (17)3.2.2 PI控制算法子程序设计 (18)4. 系统调试 (19)4.1软件调试 (19)4.2系统仿真 (20)结论 (21)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (23)1. 引言1.1开发背景现代工业生产中，电动机是主要的驱动设备，目前在直流电动机拖动系统中已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ—D拖动系统，取代了笨重的发电动一电动机的F—D系统，又伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。
机电一体化毕业设计(论文)单片机控制直流电机调速系统【范本模板】
课题名称单片机控制直流电机调速系统目录第一章总体设计方案 01.1方案选取 01。
1.1方案一：PWM波调速 01.1。
2方案二：晶闸管调速 (1)第二章单元模块设计 (2)2。
1 H桥电路方案设计 (2)2.2 调速设计方案 (3)2。
3系统硬件电路设计 (4)2。
3。
1电源电路 (4)2.4 H桥驱动电路 (4)2．5基于霍尔传感器的测速模块 (5)2．6 LCD显示模块 (6)2。
7 调速设计模块 (7)2。
8测速软件设计 (9)第三章系统功能调试 (10)3.1调试软件介绍 (10)3。
2直流电机的调速功能仿真 (11)3.3电机速度的测量并显示功能仿真 (12)3。
4系统的电路原理图 (12)设计总结 (13)参考文献 (15)附录 (16)毕业设计开题报告一、课题设计（论文）目的及意义在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面,直流电机都得到了广泛的应用。
大家熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，都不能缺少直流电机.所以直流电机的控制是一门很实用的技术。
直流电机，大体上可分为3类:几相绕组的步进电机、永磁式换流器直流电机、伺服电机、直流电机具有良好的启动性能和调速特性，它的特点是启动转矩大，最大转矩大，能在宽广的范围内平滑、经济地调速，转速控制容易，调速后效率很高。
与交流调速相比，直流电机结构复杂,生产成本高，维护工作量大。
适用范围：直流调速器在数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、电工机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、医疗设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接受系统等行业广泛应用.我认为设计一个直流电机调速系统，不论是从学习还是实践的角度，对一名机电一体化专业的大学生都会产生积极地作用，有利于提高学习热情。
二、课题设计(论文)提纲（1）收集相关资料并仔细研读和思考。
直流电机PWM无级调速控制系统设计
Value Engineering 0引言直流电机具有良好的线性调速性能和动态特性，目前仍是多数调速控制电机的最佳选择，而采用PWM 技术是直流电机调速控制的首选方案。
本文提出了利用AT89C51单片机产生PWM 信号，通过模拟信号调节PWM 的占空比进而实现直流电机的无级调速。
1直流电机PWM 调速原理直流电机转速表达式为n=（U-IR ）/Ce Φ（1）由表达式（1）可知直流电机的调速方法有三种：电枢回路串联电阻（R ）的调速方法，调节励磁磁通（Φ）的励磁调速方法，调节电枢电压的电枢控制方法（U）。
电枢回路串联电阻的调速方法特点是：机械特性变软，负载变化时转速波动大，静态稳定性差，调速范围不大，轻载时调速效果不明显，有级调速，调速平滑性差，调速时R 上损耗大，效率低。
励磁调速方法也称弱磁调速一般与降压调速配合使用以扩大调速范围。
调节电枢电压的电枢控制方法也称降压调速因其具备负载变化时转速波动小，静态稳定性好，调速范围大，转速调节平滑，可实现无级调速，调速时能量损失小，效率高等优点而被广泛的应用到直流电机的调速控制中。
降压调速一般是通过脉冲宽度调制（PWM ）技术实现的，也就是通过改变电枢电压接通时间与通电周期的比值即占空比来实现直流电机的调速。
PWM 信号波形图如图1所示，占空比α=T0，则加在电枢两端的PWM 电压信号的平均值U av =T0T0+T1·U s =α·U s 。
由此可见PWM 的占空比α决定输出到直流电机电枢电压的平均电压，进而决定了直流电机的转速。
如果能够实现占空比的连续调节即可实现直流电机无级调速。
———————————————————————作者简介：岳东海（1974-），男，讲师，研究生，研究方向为机电控制；颜鹏（1979-），男，讲师，研究生，研究方向为数控系统。
直流电机PWM 无级调速控制系统设计Design of DC-Motor PWM Stepless Speed Control System岳东海Yue Donghai ；颜鹏Yan Peng（常州信息职业技术学院，常州213164）（Changzhou College of Information Technology ，Changzhou 213164，China）摘要：为实现直流电机的无级调速，本文提出以AT89C51单片机为核心，利用L298驱动芯片、ADC0808模/数转换芯片和逻辑控制电路构建直流电机的PWM 无级调速控制系统。
直流电机调速系统毕业设计_说明
图书分类号：密级：毕业设计(论文)直流电机调速系统SPEED-CONTROLLEDSYSTENOF DC MOTOR学生学院名称机电工程学院专业名称指导教师2012年5月18日摘要本篇设计论文研究的容为面向电动汽车的直流电机调速控制系统，而单片机控制的直流电动机调速系统性能优越，适用于电动自行车或电动汽车的开发。
这种控制方法具有调速性能好、功率因数高、节能、体积小、重量轻等优点。
本文主要研究了利用MCS-51系列STC89C52单片机产生PWM控制信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。
PWM信号可以由单片机通过编程来得以产生，通过对PWM信号调节，实现电动机的调速、变向等功能。
其中单片机程序以C语言进行软件编写。
系统中还添加了LCD液晶显示键盘功能电路，使得操作更为明了，系统更加具有人性化。
这种设计方法的电路简单，具有非常实用和值得研究的意义。
此外，本文中还采用了芯片IR2110作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且采用了光耦合器作强、弱电间的隔离，以提高系统的可靠性。
关键词直流电机；单片机；PWMAbstractThe contents of the thesis of this design for DC motor speed control for electric vehicle control system with microprocessor controlled DC motor speed control system performance is excellent, applies to electric bicycles or electric vehicle development. This control method has the speed performance, high power factor, energy-saving, small size and light weight advantages.This paper studied the use of the MCS-51 series STC89C52 microcontroller to generate the PWM control signal to the DC motor speed control. PWM signal can be programmed by the microcontroller to be generated by adjustment of the PWM signal, the motor speed, change to and other features. Which MCU software to write programs in C language. The system also added LCD LCD keyboard function circuit, making the operation much more straightforward, more humane. The circuit design method is simple, very useful and worthy of study significance. In addition, this article also uses the isolation between the chip IR2110 forward as a DC motor speed control power amplification circuit of the drive module, and the use of the optical coupler is strong, weak, in order to improve the reliability of the system.Keywords DC motor;MCS - 51 single-chip;PWM目录摘要IAbstract I1 绪论11.1 电动汽车发展背景11.2 国电动汽车研发成果11.3 电动汽车对直流电机控制系统的基本要求1 1.4 电机选择22调速系统的总体设计22.1 研究方法22.2 总体设计概述52.3 系统的框图描述63电路设计73.1电源电路73.2控制电路83.3电机驱动电路93.3.1 H桥电机驱动电路简介93.3.2 主电路的驱动104主要器件说明154.1 主控芯片STC 89C52 介绍16 4.2无刷直流电动机174.3 LCD1602 液晶显示器194.3.1 引脚功能194.3.2 指令说明194.3.3 部字符发生存储器20结论21致22参考文献22附录（程序）221 绪论1.1 电动汽车发展背景国际金融危机以来,美、欧、日、等发达国家都在推动汽车产业的转型发展,全球围形成了新能源汽车发展的新一轮热潮。
无刷直流电机调速系统--毕业设计开题报告
***************本科毕业设计（论文）开题报告学生姓名**班级 ***** 学号 ***********题目无刷直流电机调速系统的研制指导教师 ******所在系电子与信息工程专业 ******教学服务中心制表2013年03月本科毕业设计（论文）开题报告本设计以DSP控制系统控制电机，DSP选用TMS320F2812芯片。
当按下启动按钮，DSP控制系统开始运行，DSP控制系统控制电机驱动程序，无刷直流电机开始工作，通过人机监控系统来实现监测控制，在人机监控界面设置增加或降低转速按键，信号从人机监控系统传入DSP 控制系统，DSP控制系统接收信号并对电机驱动系统发出指令，从而实现对无刷直流电机转速的调控。
②各单元的主要作用：DSP控制单元：根据系统的运行设定参数以及系统的实时运行状态来实现对无刷直流电机的自适应调整控制；电机驱动及系统保护单元：主要完成对信号的放大和检测，当电机运行出现异常时，驱动芯片就会根据反馈的信息产生报错信号，并同时使电机驱动端口输出强制置低，锁定电机起到保护作用；人机监控单元：实现对系统实时运行监控，根据运行情况的改变进行必要的人为调整；检测单元：采集电机运行的相关信息，包括主回路电流信号、主驱动电压信号、电机转速及转相，并送给 DSP 主控制器。
③主要设计内容：1、DSP 数字信号处理控制系统的设计；2、人机界面监控系统的设计；3、电机驱动电路的设计；4、系统硬件电路的设计；5、系统检测保护电路的设计；6、系统软件控制设计；3.主要进度安排时间（月/日）毕业设计任务安排3/01-3/18 整理资料，了解电动机工作原理和DSP控制系统的设计，完成开题报告。
3/19-3/31 通过查找资料，完成系统硬件电路的设计并画出系统硬件电路原理图。
4/01-4/15 完成电机驱动系统的设计及系统工作原理图。
4/16-4/30 完成系统控制软件的编写与调试并作出软件控制的原理图。
无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计
无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计学号：1008421057本科毕业论文（设计）(2014届)直流无刷电机控制系统的设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程姓名胡杰指导教师陆俊峰陈兵兵高工助教2014年4月摘要无刷直流电机的基础是有刷直流电机，无刷直流电机是在其基础上发展起来的。
现在无刷直流电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位，但是无刷直流电机已经受到了很大的关注。
自上世纪以来，人们的生活水平在不断地提高，人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化，而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展，人们对电机的要求也在不断地改变。
现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等，由此无刷直流电机的应用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。
本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动无刷直流电机，主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片，通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。
关键词：控制系统；DSPIC30F2010芯片；无刷直流电机AbstractBrushless dc motor is the basis of brushless dc motor, brushless dc motor is developed on the basis of its. Now in all kinds of brushless dc motor drive applications while it is not the dominant position, but the brushless dc motor has been a great deal of attention.Since the last century, constantly improve the people's standard of living, people in the office, industrial, manufacturing, electrical appliances and other fields increasingly tend to be miniaturization, intelligence, high efficiency, and as all equipment in the field of motor is in constant development, people on the requirements of the motor is in constant change. At this stage of the requirements of the motor is high efficiency, high speed, high precision and so on, so is the application of brushless dc motor as the change of people's requirements and continuously rapid growth.The design of this system mainly through a control system to drive the brushless dc motor, mainly dspic30f2010 chips as the main control chip, through collecting motor feedback control circuit of hall signal and compare and then programmatically to control the speed of brushless motor and started to stop.Keywords: Control system; dspic30f2010 chip; brushless DC motor目录摘要 (I)Abstract (III)目录 (IV)1 引言 01.1 研究背景及意义 01.2 国内外研究现状 (1)1.3 设计任务与要求 (1)2 基本理论 (1)2.1 无刷直流电机的结构以及基本原理 (1)2.2 无刷直流电机的运行特性 (4)2.3 无刷直流电机的应用 (5)3 直流无刷直流电机控制系统的设计 (6)3.1 无刷直流电动机系统的组成部分 (6)3.2 无刷直流电机控制系统的设计 (8)4 直流无刷电机的电路设计 (9)4.1 开关电路的设计 (9)4.2 保护电路的设计 (9)4.3 驱动电路的设计 (10)4.4 反馈电路的设计 (10)4.5 电源电路的设计 (11)5 直流无刷电机控制系统的软件设计 (11)5.1 系统功能的实现 (12)5.2 软件流程图 (12)6 实物成果及展望 (13)致谢 (16)参考文献 (16)附录 (19)1 引言近年来随着微电子技术自动控制技术和新型永磁材料的发展，无刷直流电机的应用越来越广泛。
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。
毕业设计---直流电动机
北京工业职业技术学院毕业设计论文题目S7-200 PLC控制的PWM直流电机学生姓名：专业班级：指导教师：摘要直流电动机具有良好的启动性能和调速特性，过载能力大，因此在启动、调速性能要求较高的场合仍被广泛应用。
脉宽调制(PWM)是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其在对电机的转速控制方面，可节省能量。
PLC作为新型的自动化控制装置，用其实现直流电动机的PWM调速，具有系统控制精度高，经济可靠，电机运行稳定等特点。
本文重点研究了用S7-200 PLC实现直流电动机PWM调速的控制技术,详细介绍了24伏100瓦直流电动机PWM调速的硬件系统。
系统包括电源回路、功率驱动回路、转速检测及显示回路。
功率驱动采用单极性H桥式功率驱动，测速采用霍尔开关，转速显示采用四位共阴极数码管来实现。
该硬件系统与相应的S7-200 PLC软件配合，实现对24伏100瓦直流电动机的PWM控制。
该控制系统功能包括电机的正、反转，调速、测速及转速显示，所有系统功能都己运行通过，经过实验验证，工作状态良好。
文中对直流电动机结构、工作原理、基本方程、机械特性和调速方法以及PWM 调速系统的构成、S7-200 PLC程序设计思路部分做了简单介绍。
关键词：直流电动机；PWM调速；S7-200 PLC；转速检测；扫描显示目录1 绪论......................................... 错误!未定义书签。
1.1 直流电动机概述 (5)1.2 西门子S7-200 PLC概述 (6)1.2.1 S7-200的基本组成和接口模块 (6)1.2.2 S7-200的功能及特点 (7)1.3 本设计所需要做的主要内容 (8)2 直流电动机的原理及拖动 (9)2.1 直流电动机的结构及工作原理 (9)2.1.1 直流电动机的结构与分类 (9)2.1.2 直流电动机的工作原理 (10)2.2 直流电动机的基本方程 (11)2.3 直流电动机的电力拖动 (12)2.3.1 直流电动机的机械特性 (12)2.3.2 直流电动机调速的性能指标 (13)2.3.3 直流电动机的调压调速 (14)2.4 直流电动机的启动和正反转 (15)2.4.1 直流电动机的启动 (15)2.4.2 直流电动机的正反转 (17)3 直流电动机的PWM控制系统 (18)3.1 直流电动机PWM调速概述 (18)3.2 直流电动机PWM调速系统的构成 (18)3.2.1 直流斩波器或脉宽调制变换器 (19)3.2.2 PWM控制与变换器的数学模型 (20)3.3 PWM系统的主要问题分析 (20)3.3.1 PWM变换器的工作状态和电压、电流波形 (20)3.3.2 直流脉宽调速系统的机械特性 (22)3.4 S7-200PLC实现直流电动机的PWM调速 (23)4 24伏100瓦直流电动机的PWM控制系统硬件 (25)4.1 控制系统设计概述 (25)4.2 控制系统的电源设计 (26)4.2.1 系统的主电源回路设计 (26)4.2.2 系统的显示电源设计 (29)4.2.3 系统的功率驱动回路设计 (29)4.3 控制系统的转速测量及显示 (31)4.3.1 霍尔开关的测速原理 (31)4.3.2 霍尔开关的测速电路设计 (32)4.3.3 系统的转速显示设计 (32)4.4 控制系统的保护及硬件抗干扰设计 (33)4.4.1 控制系统的保护设计 (33)4.4.2 控制系统的硬件抗干扰考虑 (34)4.5控制系统的软件设计 (34)5 控制系统硬件设计的其它方案考虑 (38)5.1 控制系统主电源回路的设计 (38)5.2 控制系统转速测量回路的设计 (38)结论 (39)1 绪论本章简要介绍了直流电动机的产生、发展及应用领域和西门子S7-200 PLC的组成、工作原理，并简单描述了本设计所需要做的主要内容。
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。
直流电机调速毕业设计
直流电机调速毕业设计直流电机调速毕业设计引言直流电机是一种常见的电动机，广泛应用于各个领域。
在实际应用中，直流电机的调速是一个重要的问题。
本文将探讨直流电机调速的相关内容，并介绍一种基于PID控制的调速方法。
一、直流电机调速的背景和意义直流电机调速是指通过改变电机的输入电压、电流或磁通等参数，来实现电机转速的控制。
直流电机调速的背景和意义在于提高电机的工作效率、降低能源消耗、满足不同工况下的需求等。
二、直流电机调速的方法1. 电阻调速法电阻调速法是最简单的一种调速方法，通过串联电阻来改变电机的输入电压，从而达到调速的目的。
但是该方法效率低下，能耗较高，适用范围有限。
2. 电压调制调速法电压调制调速法是通过改变直流电机的输入电压的脉宽和占空比来实现调速。
这种方法具有较高的效率和较好的调速性能，但需要采用复杂的电路和控制算法。
3. 磁场调速法磁场调速法是通过改变直流电机的磁场强度来实现调速。
这种方法可以实现较大范围的调速，但需要采用复杂的磁场调节装置。
三、基于PID控制的直流电机调速方法PID控制是一种常用的控制算法，可以通过调节比例、积分和微分三个参数来实现系统的稳定性和响应速度的平衡。
在直流电机调速中，可以利用PID控制算法来实现精确的调速效果。
具体步骤如下：1. 测量电机的转速和输出信号。
2. 根据测量值和设定值，计算出误差。
3. 根据PID控制算法，计算出控制量。
4. 将控制量作用于电机的输入端，实现调速效果。
5. 不断迭代以上步骤，直到达到所需的转速。
四、直流电机调速的实验设计为了验证基于PID控制的直流电机调速方法的有效性，可以进行以下实验设计：1. 搭建直流电机调速实验平台，包括电机、电源、测速装置等。
2. 设计合适的PID控制算法，根据实际需求调节比例、积分和微分参数。
3. 进行实验，记录电机的转速和控制量的变化情况。
4. 分析实验结果，评估PID控制算法的性能和调速效果。
5. 根据实验结果，优化PID控制算法的参数，进一步提高调速效果。
基于PWM控制的直流电动机调速系统设计毕业设计论文
毕业论文（设计）题目：基于PWM控制的直流电动机调速系统设计本科生毕业论文（设计）评语（一）黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（二）黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（三）黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）任务书基于PWM控制的直流电动机调速系统设计摘要近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，为满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，对直流电机调速提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足实际应用的要求，通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。
本论文主要研究了利用STC 89C52单片机控制PWM信号从而实现对电压改变最后控制直流电机进行调速，并且通过单元模块电路分析了整个系统的工作原理。
以C 语言进行软件编写，通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，单片机根据程序进行操作，进一步控制了H桥电路的输入信号，而测速系统把电机转速反馈给单片机通过按键控制其转速，LCD把转速显示出来，从而实现电动机的调速、变向等功能，这种设计方法的电路简单，具有操作简单、非常实用前景和价值。
关键词：直流电机；STC89C52；PWM调速；L298；LCD1602黑龙江东方学院本科毕业论文（设计）PWM DC motor control system designAbstractIn recent years, with advances in technology, the DC motor has been more widely used, DC has excellent speed characteristics, speed is smooth, convenient, wide speed range, overload, able to withstand frequent impact loads,can achieve frequent Promise fast start, brake and reverse, you need to meet a variety of special requirements of the production process automation systems, the higher requirements of the DC motor, change the armature circuit resistance speed, changing the voltage governorthe technology has been far from satisfying the requirements of modern technology, which came into being through PWM control of DC motor speed control.In this thesis, the STC 89C52 control PWM signal in order to achieve the final control of DC motor speed control, and the whole system works through the unit module circuit voltage change. In this thesis, software written in C language, the PWM signal duty cycle adjust by software programming, microcontroller according to the procedures, to further control the input signal of the H-bridge circuit, velocimetry system, the motor speed feedback to the microcontroller through the button control its speed, the LCD, the speed is displayed, enabling the motor speed, and change the function to such as simple circuit of this design method is simple, very practical prospects and value.Keywords：DC motor; STC89C52; the PWM speed control; L298; the LCD1602目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1开发背景 .............................................................................................. 1鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
毕业设计--直流电机控速
第一章 绪论1.1直流电动机调速概述直流电动机是最早出现的电动机，也是最早能实现调速的电动机。
长期以来，直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。
由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，较高的效率，优异的动态特性；尽管近年来不断受到其他电动机（例如交流变频电动机、步进电动机等）的挑战，但到目前为止，直流电动机仍然是大多数调速控制电动机的最优先选择。
近年来，直流电动机的结构和控制方式都发生了很大变化，随着计算机进入控制领域，以及新型的电子功率元件的不断出现，使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制（Pulse Width Modulation ，PWM ）控制方式已经成为绝对主流。
这种控制方式很容易在单片机控制中实现，从而为直流电动机控制数字化提供了契机。
直流电动机的工作原理：直流电动机的基本结构与直流测速发电机相同，所不同的是电动机的输入为电压信号，输出为转速信号。
根据电磁学基本知识可知，载流导体在磁场中要受到电磁力的作用。
如果导体在磁场中的长度为l ，其中流过的电流为i,导体所在的磁通密度为B ，那么导体受到的电磁力的值为F=Bli ，力F 的方向用右手定则来确定。
电磁力对转轴形成顺时针方向的转矩，驱动转子而使其旋转。
由于每个磁极下元件的电流方向不变，故此转矩方向恒定，称为直流电动机的电磁转矩。
如果电机轴上带有负载，它便输出机械能，可见直流电动机是一种将电能转化为机械能的电气装置。
直流电机是可逆的，它根据不同的外界条件而处于不同的运行状态，当外力作用使其旋转，输入机械能时，电机处于发电状态，输出电能，当在电刷两端施加电压输入机械能时，电机处于电动机状态，带动负载旋转输出机械能。
直流电动机电枢的PWM 调压调速原理：众所周知，直流电动机转速n 的表达式为： Φ-=K IR U n （1.1） 式中，U---电枢端电压，I----电枢电流，R---电枢电路总电阻，Φ---每极磁通量， K---电动机结构参数。
无刷直流电机调速系统研制--毕业设计报告
摘要摘要无刷直流电动机(BLDC)是随着电机控制技术、电力电子技术和微电子技术的发展而出现的一种新型电机。
它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，因此在众多领域中得到了广泛的运用。
本文以TMS320F2812DSP为核心控制芯片，通过改变定子绕组电压的幅值来调节电机转子转速，运用PID控制算法实现了对无刷直流电机的高性能控制，成功地完成了对无刷直流电机转速的调节。
关键字：无刷直流电机，绕组电压，DSP，PIDI西安交通大学城市学院毕业设计（论文）I IABSTRACTABSTRACTBrushless DC motor(BLDC) is a new type motor emerging with the development of technology, power electronics technology and motor control. It is based on brush DC motor, due to a series of advantages of Brushless DC motor not only has the AC motor has simple structure, reliable operation, convenient maintenance and so on, and has high efficiency DC motor, no excitation loss and good timing performance and other characteristics, and therefore become a research hotspot.This paper introduces the present situation and development tendency of Brushless DC motor control, key talked about the operation principle, mathematical model, the intelligent control algorithm for brushless DC motor, as well as the main control chip TMS320F2812 DSP structure and application characteristics. Brushless DC motor control system is a motor control system has the characteristic of digital. Mainly by changing the amplitude of stator winding voltage to adjust the speed of the rotor in the design of the motor speed control system, using the microprocessor finished for high performance control of Brushless DC motor, successfully realized the brush DC motor speed regulation without.KEY WORDS:Brushless DC motor BLDC，Winding voltage，DSP，PIDIII西安交通大学城市学院毕业设计（论文）I V目录V目 录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的现状 (2)1.3 课题研究的内容 (3)2 无刷直流电机的基本原理 (5)2.1 无刷直流电动机的基本组成 (5)2.2 无刷直流电动机的基本工作原理 (6)2.3 无刷直流电动机的位置传感器 (6)3 无刷直流电机数学模型及PID 控制器的设计 (13)3.1 无刷直流电机的运行特性 (13)3.2 无刷直流电机的电磁转矩 (14)3.3 无刷直流电机的转速 (15)3.4 电势系数C K 和转矩系数T K (15)3.5 无刷直流电机的动态特性 (16)3.6 PID 控制算法 (17)3.7 PWM 技术 (19)4 无刷直流电机调速系统硬件设计 (23)4.1 无刷直流电机调速系统原理结构图 (23)4.2 电机控制平台主电路设计 (23)4.3 电机主电路图 (24)4.4 供电电源电路 (25)4.5 PWM 驱动电路 (26)4.6 串行接口电路 (28)4.7 电流检测电路 (29)5 无刷直流电机调速系统软件设计 (31)5.1 软件整体设计 (31)5.2 系统的初始化程序设计 (32)5.3 系统DSP 主程序 (33)5.4 系统中断服务程序 (34)5.5 系统子程序 (34)5.5.1 电流采样计算子程序 (35)5.5.2 转速采样计算子程序 (35)西安交通大学城市学院毕业设计（论文）V I 5.5.3 转速调节子程序 (35)6 总结与展望 (37)致谢 (39)参考文献 (41)绪论1 绪论1.1 课题研究的背景无刷直流电机调速系统是以电机的转矩和转速为控制对象，按生产机械工艺要求进行电机转速控制的自动化系统。
无刷直流电机调速控制系统设计方案毕业论文
无刷直流电机调速控制系统设计方案毕业论文目录摘要.................................. 错误!未定义书签。
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第1章绪论 .. (1)1.1 无刷直流电动机的发展概况 (1)1.2无刷直流永磁电动机与有刷直流永磁电动机的比较 (2)1.3 无刷直流电动机的结构及基本工作原理 (2)1.4 无刷直流电动机的运行特性 (6)1.4.1 机械特性 (6)1.4.2 调节特性 (7)1.5 无刷直流电动机的应用与研究动向 (8)第2章无刷直流电动机控制系统设计方案 (10)2.1系统设计要求 (10)2.2 无刷直流电动机系统的组成 (10)2.3系统设计方案论证 (12)2.3.1转速测量方案论证 (12)2.3.2电机驱动方案论证 (12)2.3.3键盘输入方案论证 (13)2.3.4显示方案论证 (13)2.3.5 PWM调速工作方式 (13)2.3.6 PWM软件实现方案论证 (14)2.3.7直流电动机转速检测方案论证 (14)2.4系统原理框图设计 (14)第3章系统硬件分析与设计 (16)3.1单片机的介绍 (16)3.2显示电路的设计 (20)3.2.1显示电路的分析 (20)3.2.2显示电路硬件原理 (21)3.3键盘电路的设计 (22)3.3.1键盘电路的分析 (22)3.3.2键盘电路硬件原理 (23)3.4逆变主电路设计 (24)3.4.1 功率开关主电路 (24)3.4.2逆变电路驱动设计 (25)3.5辨相电路模块 (26)3.6霍尔位置传感器模块 (27)第4章软件程序设计 (29)4.1系统初始化程序模块 (29)4.2键盘模块 (31)4.3 显示模块 (33)4.4 转速调节程序设计 (34)结束语 (36)参考文献 (37)致谢 (38)毕业设计（论文）知识产权声明 (39)毕业设计（论文）独创性声明 (39)附录A 无刷直流电机调速控制系统电路原理图 (41)附录B 程序清单 (41)附录C PCB电路版图 (55)附录D 外文翻译 (56)第1章绪论1.1无刷直流电动机的发展概况无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的，这一渊源关系从其名称中就可以看出来。
无刷直流电机调速控制系统设计毕设论文
目录1 前言............................................................................................................... - 1 -1.1 无刷直流电机的发展......................................................................... - 1 -1.2 无刷直流电机的优越性..................................................................... - 1 -1.3 无刷直流电机的应用......................................................................... - 2 -1.4 无刷直流电机调速系统的研究现状和未来发展............................. - 2 -2 无刷直流电机的原理................................................................................... - 4 -2.1 三相无刷直流电动机的基本组成..................................................... - 4 -2.2 无刷直流电机的基本工作过程......................................................... - 5 -2.3 无刷直流电动机本体......................................................................... - 6 -2.3.1 电动机定子............................................................................... - 6 -2.3.2 电动机转子............................................................................... - 7 -2.3.3 有关电机本体设计的问题....................................................... - 8 -3 转子位置检测............................................................................................... - 9 -3.1 位置传感器检测法............................................................................. - 9 -3.2 无位置传感器检测法....................................................................... - 10 -4 系统方案设计............................................................................................. - 12 -4.1 系统设计要求................................................................................... - 12 -4.1.1 系统总体框架......................................................................... - 12 -4.2 主电路供电方案选择....................................................................... - 12 -4.3 无刷直流电机电子换相器............................................................... - 14 -4.3.1 三相半控电路......................................................................... - 14 -4.3.2 三相全控电路......................................................................... - 15 -4.4 无刷直流电机的基本方程............................................................... - 16 -4.5 逆变电路的选择............................................................................... - 18 -4.6 基于MC33035的无刷直流电动机调速系统................................... - 19 -4.6.1 MC33035无刷直流电动机控制芯片...................................... - 19 -4.6.2 基于MC33035的无刷直流电动机调速系统设计 ................ - 20 -5 无刷直流电机调速系统的MATLAB仿真................................................... - 23 -5.1 电源、逆变桥和无刷直流电机模型............................................... - 24 -5.2 换相逻辑控制模块........................................................................... - 25 -5.3 PWM调制技术.................................................................................... - 30 -5.3.1 等脉宽PWM法......................................................................... - 32 -5.3.2 SPWM(Sinusoidal PWM)法..................................................... - 32 -5.4 控制器和控制电平转换及PWM发生环节设计............................... - 32 -5.5 系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析................................... - 34 -5.5.1 起动，阶跃负载仿真............................................................. - 34 -5.5.2 可逆调速仿真......................................................................... - 36 -6 总结和体会................................................................................................. - 38 -无刷直流电机调速控制系统设计1前言直流无刷电机，无机械刷和换向器的直流电机，也被称为无换向器直流电动机。
直流电机调速驱动电路本科毕业设计
摘要本文介绍了一种基于PWM信号，采用H桥对直流电机进行调压调速的驱动电路。
mega64单片机发出PWM信号，先经CPLD（保护作用）,然后经光耦隔离、放大后，控制功率管的导通和关断，从而对电机进行调压调速。
两路PWM信号控制电机两个不同的转向。
本文还采用模拟电路以及CPLD为驱动电路设计了一种巧妙的过流欠压保护方案，对CPLD保护以及欠压、过流、过热保护电路都作了详细的介绍。
关键词：脉宽调制； H桥驱动电路；过流保护；欠压保护；AbstractA drive circuit which is based on the PWM signals and used H bridge to adjust the voltage and speed of DC motor is presented in this paper. The mega64 MCU send PWM signals which firstly go through the CPLD (protective effect)and then pass by the coupler isolation、amplification .They control the on and off of the power management so as to adjust the voltage and speed of DC motor . Two PWM signals controlled the two different motor shift. A clever overcurrent and undervoltage protection program that consists of analog circuit and CPLD which is designed for the drive circuit in this paper .And then the CPLD protection and undervoltage 、overcurrent 、thermal protection circuit is detailly introduced.Keywords: pulse width modulation; H bridge driver circuit; overcurrent protection; undervoltage protection目录摘要 (I)1前言 (1)2 基本原理 (2)2.1 直流电机工作原理及基本结构 (2)2.1.1直流电机基本工作原理 (2)2.1.2直流电机结构 (3)2.2 PWM控制调速原理 (5)3电源模块及PWM驱动电路设计 (7)3.1 电源模块的确定 (7)3.2 H桥驱动原理 (10)3.3 H桥驱动使能控制及方向逻辑 (11)3.4 PWM驱动电路设计 (12)3.4.1直流电机双极性驱动PWM系统 (12)3.4.2 MOSFET的选择 (12)3.4.3栅极驱动电路及主要接口电路 (13)3.5 功率开关管散热及保护 (14)3.5.1功率开关管散热 (14)3.5.2功率管过热检测保护电路 (15)4 检测电路设计 (17)4.1 霍尔传感器原理 (17)4.2 霍尔传感器分类及特性 (18)4.3 电流检测电路 (21)4.4 电压检测电路 (22)5保护电路设计 (23)5.1 CPLD介绍 (23)5.2 CPLD作用及优点 (23)5.3 CPLD保护算法 (24)5.3.1 MAX7000S器件介绍 (24)5.3.2 MAX+PLUSⅡ开发系统 (26)5.3.3 CPLD程序编写 (27)5.4过流保护设计 (30)5.5欠压保护设计 (31)6 结论 (33)总结与体会 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1前言上个世纪50年代，美国通用电气公司发明的硅晶闸管的问世，标志着电力电子技术的开端。
毕设 无极调速电机控制器设计
毕设无极调速电机控制器设计编号：嵌入式系统综合实训说明书题目：无极调速电机控制器设计院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导教师：2019 年 12月 31日摘要脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机，因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。
本课题设计PWM 信号发生器控制直流电机，采用新唐Nuc140开发板的PWM 模块、LCD 液晶显示模块和键盘输入模块，利用按键输入控制PWM 输出到直流电机，控制直流电机的无级调速，并在液晶LCD 上显示。
两个按键分别调节直流电机的速度增加和速度减小。
关键字：PWM ；nuc140开发板；直流电机；按键；LCD ；无级调速AbstractThe Pulse Width Modulation (PWM), is English "Width Modulation"abbreviation of points, abbreviation Pulse Width Modulation is the use of the microprocessor digital output to analog circuits to control an effective technology, widely used in from measurement, communication to power controland transform in many areas. DC motor is a DC electric energy into mechanical energy of the motor, due to its good speed performance and has been widelyused in electric drive.The design of PWM signal generator to control the DC motor, using the Nuvoton Nuc140 development board chip PWM module, LCD display module and akeyboard input module, using the key input control PWM output to a DC motor, stepless speed control of DC motor, and displayed in the LCD. The two keys are adjusting the speed of DC motor speed increase and decrease.Keywords ：PWM; Nuc140 development board; Dc motor; Button; LCD ；stepless speed regulation目录引言 . ......................................................................... ................................................................. 1 1 设计任务 ........................................................................... ............................................... 2 2 设计平台 ........................................................................... (2)2.1 开发板NU-LB-NUC140介绍 ........................................................................... (3)2.2 NU-LB-NUC140板的框图 ........................................................................... (3)2.3 NU-LB-NUC140板的主要组成部分 ........................................................................... ..... 3 3 硬件设计 ........................................................................... .. (4)3.1 总体设计方案与系统构成 ........................................................................... (4)3.2 NUC140VE3CN 芯片 ........................................................................... .. (5)3.2.1NUC140VE3CN 管脚 . ......................................................................... .. (5)3.2.2NUC140VE3CN 芯片主要性能 . ......................................................................... (5)3.2.3NUC140VE3CN 的应用 . ......................................................................... (6)3.3 PWM 模块 . ......................................................................... (7)3.3.1PWM 特性 ........................................................................... (7)3.3.2PWM 框图 ........................................................................... (8)3.3.3PWM 定时器操作 ........................................................................... (9)3.3.4PWM 双缓存，自动重载以及单触发模式 (10)3.3.5可调占空比 ........................................................................... .. (10)3.3.6PWM 定时器开启过程 ........................................................................... .. (11)3.3.7PWM 定时器关闭过程 ........................................................................... .. (11)3.4 直流电机和驱动模块 ........................................................................... (12)3.4.1直流电机驱动模块驱动的实现 ........................................................................... (12)3.4.2直流电机类型 ........................................................................... . (12)3.4.3直流电机结构 ........................................................................... . (12)3.4.4直流电机工作原理 ........................................................................... .. (12)3.4.5直流电机主要技术参数 ........................................................................... (13)3.5 按键模块和液晶显示模块 ........................................................................... ................... 13 4 软件设计 ........................................................................... (13)4.1 软件设计流程及分析 ........................................................................... (14)4.2 初始化程序 ........................................................................... . (15)4.3 PWM 频率的设定 ........................................................................... (15)4.4 PWM 占空比的计算 ........................................................................... .. (16)4.5 程序的实现 ........................................................................... ........................................... 16 结论 . ......................................................................... ............................................................... 18 谢辞 . ......................................................................... ............................................................... 19 参考文献 ........................................................................... .................................................... 20 附录1 ............................................................................ ......................................................... 21 附录2 ............................................................................ (26)引言脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
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毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：直流电动机无级调速1．设计（论文）的主要任务及目标(1) 本次的设计任务就是直流电动机无级调速的设计，使其能更好的为我们的生产和生活服务。
(2) 本次的设计目的就是要求设计要使得电动机转速可以由零平滑调至额定转速，能实现高速起动，具有较高的调速精度。
2．设计（论文）的基本要求和内容(1) 直流电动机的基本知识(2) 直流电动机的运行原理(3) 主电路以及控制电路的设计3．主要参考文献[1] 张家生.电机原理与拖动基础.北京邮电学院出版社，2006年[2] 唐介.电机与拖动. 北京:高等教育出版社,2003年[3] 陈世元.电机学.中国电力出版社，2004年[4] 徐邦荃.直流调速系统与交流调速系统.华中科技大学出版社,2008年[5] 赵影.电机与电力拖动. 北京:国防工业出版社,2006年4．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1 论文初稿2012年12月27日2 第一次修改2012年12月30日3 第二次修改2013年01月08日4 第三次修改2013年02月17日5 论文终稿2013年03月16日I直流电动机无极调速摘要本设计主要是运用调速系统对直流电动机进行调速，使其实现无级的效果。
此调速系统由主电路和控制电路两部分组成：主电路是采用晶闸管可控整流装置进行调速;控制电路是采用双闭环速度电流调节方法进行反馈。
系统采用调压调速的调速方法可以获得与电动机固有机械特性相互平行的人为机械特性，调速方向是基速以下，只要输出的电压是连续可调的，即可实现电动机的无级调速。
双闭环速度电流调节这种方法虽然初次头次成本相对而言较高，但它保证了系统的性能，保证了对生产工艺要求的满足，它既兼顾了启动时的电流的动态过程，又保证稳态后速度的稳定性，在起动过程的主要阶段，只有电流负反馈，没有转速负反馈。
达到稳态后，只要转速负反馈，不让电流负反馈发挥主要作用很好地满足了生产需要。
关键词：无级调速；双闭环；晶闸管II目录第1章前言 (1)第1节问题提出的意义 (1)第1.2节国产直流电机简介 (2)第1.3节直流电动机的发展现状及趋势 (2)第2章直流电动机的概述 (5)第2.1节直流电动机的基本知识 (5)2.1.1直流电动机的基本结构 (5)2.1.2直流电动机的工作原理 (6)2.1.3直流电动机的组成及分类 (7)第2.2节直流电动机运行原理 (9)2.2.1直流电动机的励磁方式 (9)2.2.2直流电动机的基本方程 (10)2.2.3直流电动机的机械特性 (11)第3章设计任务与要求 (16)第3.1节设计任务 (16)第3.2节设计要求与性能指标 (16)第4章电路设计 (18)第4.1节主电路设计 (18)4.1.1电机参数计算和晶闸管容量参数计算 (18)4.1.2整流电路的选择 (20)4.1.3整流器件的选择 (21)4.1.4 触发电路的选择 (21)4.1.5稳压电源的选择 (22)4.1.6主电路保护器件选择 (23)第4.2节控制电路设计 (23)4.2.1双闭环调速系统的组成 (25)4.2.2 双闭环直流调速系统的启动过程分析 (26)4.2.4转速和电流两个调节器的作用 (29)i第4.3节调速系统主、控电路图 (30)第4.4节调试过程 (31)总结 (33)参考文献 (34)致谢 (35)2第1章前言第1节问题提出的意义随着科学技术的迅猛发展，电气设备发展日新月异。
尤其以计算机、信息技术为代表的高新技术的发展，使制造技术的内涵和外延发生了革命性的变化，传统的电气设备设计、制造技术不断吸收信息控制、材料、能量及管理等领域的现代成果，综合应用于产品设计、制造、检测、生产管理和售后服务。
在生产技术和生产模式等方面，许多新的思想和概念不断涌现，而且，不同科学之间相互渗透、交叉融合，迅速改变着传统电气设备制造业的面貌，从而使得产品频繁的更新换代，这就使得电机成为社会生产和生活中必不可少的工具。
随着科学技术的不断发展，人类社会的不断进步，人们对生活产品的需求要不断趋向多样化，这就要求生产设备必须具有良好的动态性能，在不同的时候进行不同的操作，完成不同的任务。
为了使系统具有良好的动态性能必须对系统进行设计。
特别是大型的钢铁行业和材料生产行业，为达到很高的控制精度，速度的稳定性，调速范围等要求，又由于交流调速在当时尚未解决好调速控制问题，调速范围不大，控制精度低，快速性差等性能指标不满足生产工艺的要求，所以当时大量使用的是直流电动机调速系统，尤其是直流无级调速系统，它具有调速性能好，范围宽，动态性能好等优点，特别是设计简单方便，虽然随着控制技术以及电力电子技术的的发展，制造工艺技术的提高，大量出现交流调速的传动系统，但直流传动所具有的优点特征，至今仍大量广泛地使用直流调速。
因此实现直流无级调速对我们社会生产和生活有着重大的意义。
1第1.2节国产直流电机简介为了满足各行业按不同运行条件对电动机提出的要求，将直流电机制造成不同型号的系列。
所谓系列就是指结构形状基本相似，而容量按一定比例递增的一系列电机。
它们的电压、转速、机座型号和铁心长度都是一定的等级。
现将我国目前生产的几个主要系列直流电机简要的介绍如下。
Z2系列为普通用途的中、小型电机。
它的容量从400W到200KW，电动机的额定电压有200V和110V两种，额定转速有3000、1500、1000、750及600r/min五个等级。
Z2系列普通用途的中型直流电动机，容量从40KW到370KW。
ZJD系列为大型直流电动机，容量从150KW到6500KW，主要用于驱动大型轧钢机及卷扬机。
第1.3节直流电动机的发展现状及趋势随着电力半导体交流技术的日益发展成熟，直流电机在许多领域已被整流装置代替，但直流电动机具有良好的启动、调速和正反转特性，能满足生产过程中的各种特殊要求，因而在需要宽广调速的场合及特殊要求的自动化控制系统中占有一定得应用地位。
目前，我国电机有一定生产规模的企业有500多家，生产的电机产品有500多个系列，近1500个品种。
1997年我国电机产量约为55288MW，1998年约为72505MW，1999年约为62000MW。
电动机出口量约为12000MW。
可以看出1998年较1997年电机产量有较大的提高，到1999年电机产量略有下降，企业负债持续攀升，效益不断下滑，行业整体形势有所下降。
745918 但随着改革开放的深入，国家宏观政策的调整以及市场需求的推动，我国电机产品由劳动密集型、资源密集型向高附加值和高技术含量的产品转移，2出口产品结构也逐步趋向于市场化和合理化。
我国500多个电机企业大多集中在沿海地区，西部地区的企业寥寥无几，在国家开发西部的大好机遇里，对电机行业的发展提供了一个发展的机会。
另外，我国加入WTO后，可将国内一部分富裕的电机生产能力转移到国外去，也是发展的一条出路。
在国际市场上，电机是机电产品的重要组成部分之一，每年的贸易额约35亿美元。
电机行业单机出口产品主要为交流电动机、交流发电机及直流电动机。
由上述可以看到电机的发展还是有很大发展空间的。
为了发展电机产品，满足客户需求，扩大国内、国际市场，电机产品必须向多用途、多品种方向发展，向高效、节能方向发展。
要开拓市场、扩大出口，今后电机行业的发展必须向以下几方面努力：1．电机的多用途、多品种随着电机行业的不断发展，电机产品的外延和内涵也不断拓展，电机产品也广泛应用于能源、交通、石油、化工、建筑等各个领域，并且电机的通用性逐渐向专用性方向发展，打破了过去同一类电机分别用于不同性质、场合的局面。
电机正向专用性、特殊性、个性化方向发展，充分发挥电机的效率，这也是国外电机发展的最新观点。
2．可靠性高、寿命长、噪声低、重量轻、外形美观改革的不断深入，市场的全面开放，市场竞争的日渐激烈，用户对产品高性能的要求，使得产品的生产者为了适应市场及用户的需求，不断地改进工艺，提高技术水平，采用新材料，设计出符合市场需求的电机产品。
3．高效、节能为了提高电机效率，实现节能的目的，我们采用了许多办法，如采用降低起动转矩、电容补偿、阻尼槽等，但这都是在频率不变的条件下实现的。
自从有了逆变器之后，电源的变频变压变得更加容易，从而可以调节异步电机在最佳工作点上运行，保证出力不变的情况下，可用最大效率和高功率因数代替额定效率和额定功率因数，减小了电机尺寸，减轻其重量和降低成本。
4．机电一体化、智能化随着科学技术的发展，高新技术对电机产品注入了新的活力，计算机辅3助设计的运用、国家政策的鼓励、各企业对科技的重视使新产品开发的周期逐渐缩短，机电一体化、智能化电机，应运而生，并且不断推陈出新，在高新技术产品上我国电机的技术水平与发达国家相比，已水平相当。
但我国的电机产品要扩大国内、国际市场份额除了要满足以上的要求外，我们还要强化市场竞争意识、市场服务意识，在未来的电机行业大发展中独占鳌。
4北京化工大学继续教育学院毕业设计（论文）第2章直流电动机的概述第2.1节直流电动机的基本知识2.1.1直流电动机的基本结构直流电机的结构是多种多样的，但任何直流电机都包括定子部分和转子部分，这两部分间存在着一定大小的气隙，使电机中电路和磁场发生相对运动。
直流电机定子部分主要由主磁极、电刷装置和换向极等组成，转子部分主要由电枢绕组、换向器和转轴等构成。
结构图如图2-1。
图2-1直流电机结构图1-电刷；2-磁轭；3-永久磁钢；4-极靴；5-电枢绕组；6-内磁轭1．定子部分（1）主磁极: 其作用是产生磁场。
通常用厚1-1.5mm的低碳钢片叠装而成。
在磁极铁心上绕有励磁绕组，整个磁极利用螺杆固定在磁轭上。
（2）换向极: 其作用是改善换向，使电机运行时电刷下不产生有害的火花。
5换向极也是由铁心及绕组组成，换向极绕组与电枢绕组串联。
（3）机座: 机座分磁轭和底脚两部分。
磁轭的作用是固定主磁极和换向极，是磁路的一部分。
底脚起支撑和固定整台电机的作用。
机座一般式用铸钢铁制造或钢板焊接而成。
2．转子部分（1）电枢铁心:电枢铁心是磁路的一部分，表面开槽以嵌放电枢绕组，为减少铁耗，采用0.35-0.5mm厚的涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成，固定在转子支架或转轴上。
（2）电枢绕组:电枢绕组由许多按一定规则连接起来的线圈组成，是通过电流和产生电动势的关键性部件。
线圈用带绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成。
嵌放在电枢铁心表面的槽内直流电机采用双层绕组，每槽内的线圈边分上、下两层，上下层之间及线圈于铁心之间都是要可靠绝缘。
槽口用槽契压紧，再用钢丝或玻璃丝带扎紧，大型电机中，绕组伸出槽外的端接部分应扎紧在支架上。
2.1.2直流电动机的工作原理电动机是一种把电能转变为机械能的机械。