直流电机的小车运动控制设计方案
定速巡航小车设计与制作
定速巡航小车设计与制作
要设计和制作一个定速巡航小车，需要以下步骤：
1. 确定要使用的控制器和电机，这将影响小车的速度和控制方式。
可以选择Arduino控制器和直流电机。
2. 创建小车底盘，可以使用3D打印或机械加工方式制作。
底盘应该能够支撑控制器、电机和电池等组件，并提供安装轮子和传感器的空间。
3. 安装电机和电池，根据底盘的设计和电路图连接所有电气组件。
4. 为小车安装轮子，可以选择常规车轮或马达带轮。
5. 添加能够控制小车方向的舵机，也可以使用两个马达来控制左右轮子的运动。
6. 使用红外线传感器或超声波传感器来检测小车前方的障碍物，并编写程序控制小车的行驶。
7. 编写程序来实现小车的定速巡航功能，可以使用PID算法来控制小车的速度。
8. 测试小车的性能并进行调整，确保它可以在不同的地形和环境中正常运行。
通过以上步骤制作出一个定速巡航小车，可以用于自动化导航等应用场景。
智能小车设计文档
目录一、智能小车硬件系统设计 .................... 错误!未定义书签。
1.1智能小车的车体结构选择............................................... 错误!未定义书签。
1.2智能小车控制系统方案................................................... 错误!未定义书签。
1.3电源系统设计................................................................... 错误!未定义书签。
1.4障碍物检测模块............................................................... 错误!未定义书签。
1.4.1超声波传感器......................................................... 错误!未定义书签。
1.5电机驱动模块................................................................... 错误!未定义书签。
1.5.1驱动电机的选择..................................................... 错误!未定义书签。
1.5.2转速控制方法......................................................... 错误!未定义书签。
1.5.3电机驱动模块......................................................... 错误!未定义书签。
1.6速度检测模块................................................................... 错误!未定义书签。
毕业设计(论文)-基于PLC的小车运动控制系统
IVT-REJX-50苏州工业园区职业技术学院毕业项目2011 届2011年5月20日项目类别：毕业论文项目名称：基于PLC 的小车运动控制系统专业名称：电子产品质量检测姓 名 ：学 号 ：班 级：指导教师：IVT-REJX-51苏州工业园区职业技术学院毕业项目任务书（个人表）系部：电子工程系毕业项目类别：毕业论文毕业项目名：基于PLC的小车运动控制系统校内指导教师：职称：工程师类别：专职校外指导教师：职称：工程师类别：兼职学生：专业：电检班级：1、毕业项目的主要任务及目标任务：结合工作实际，实现基于PLC的小车运动控制系统，完成小车运动控制系统得软硬件设计。
目标：完成一篇5000字以上的论文。
2、毕业项目的主要内容论文的主要内容：用plc控制小车的要求；I/O分配表和工作流程；小车运动系统的控制流程和梯形图；调试过程中的问题及解决方式。
要求：（1）.采用学院规定的文档格式（2）.论文正文层次分明，行文流畅，易懂（3）.不得整段抄袭他人文章或技术资料3、主要参考文献（若不需要参考文献，可注明，但不要空白）[1]范次猛. 可编程控制器原理与应用[M].北京：理工大学出版；[2]张桂香.电气控制与PLC应用[M].北京：化学工业出版社；[3]邓则名,邝穗芳等.电器与可编程序控制器应用技术[M].北京；机械工业出版社；[4]曹辉.可编程序控制器系统原理及应用[M].北京：电子工业出版社；[5]戴冠秀.PLC在运料小车自动控制系统中的应用[J]. 工矿自动化6期,2005年；[6]李仁编.电器控制[M].北京：机械工业出版社；[7]郑凤翼.图解PLC控制系统梯形图和语句表[M]. 北京：人民邮电出版社；[8]廖常初.PLC应用技术问答[M].北京：机械工业出版社；[9]刘柏生. PLC编程实用指南[M]. 北京：机械工业出版社；[10]张万忠. 可编程控制器应用技术[M].北京：化学工业出版社；[11]赵华军. PLC 在生产线送料小车控制系统中的应用[J].机电工程技术,第36卷,第三期；[12]郝力文,王子文.车间运输小车的智能控制[J]. 机电工程.2001 年第28 卷增刊；[13]汪晓光，孙晓瑛，王艳丹.可编程控制器原理及应用[M].北京：机械工业出版社.2002.5；[14]张传祥.电气自动控制系统[M].北京：电子工业出版社. 2003；[15]王国庆.现在PLC的发展及其在先进制造技术中的应用[J].机电工程.1997年，第四期；[16]求是科技. PLC应用开发技术与工程实践[M]. 北京：人民邮电出版社. 2005年。
遥控小车控制系统设计
三江学院本科生毕业设计（论文）题目遥控小车控制系统设计电气与自动化工程院（系）电气工程及其自动化专业指导教师熊老师职称副教授起讫日期 2015年3月2日-2015年6月13日直螺纹接头的加工摘要当今社会，人们已经离不开遥控，研究遥控的对象越来越多，本文研究的红外遥控小车就是在这样的背景下提出的。
这款小车采用STC12C5A60S2作为控制核心，采用红外遥控原理将其应用到红外遥控小车上。
遥控器通过单片机产生38kHz方波并编码进行红外发射，小车接收信号进行解码，经单片机对信号处理，判断地址码和指令码，进行相应的控制操作。
采用PWM信号来产生不同的平均电压控制直流电机的转速。
该小车可以进行红外遥控，实现前进、后退、左转和右转等功能。
经软硬件联合调试，所设计的遥控小车运行平稳、正确，具有一定的应用价值。
关键词：红外遥控小车；STC12C5A60S2单片机；编码；解码直螺纹接头的加工ABSTRACTPeople are inseparable from the remote control in today's society, more and more remote control object is researched, this paper studies the infrared remote control car is put forward in the background.The car uses STC12C5A60S2 as the core of the control, using the principle of infrared remote control was applied to the infrared remote control car. The remote control was encoded by MCU to produce 38 kHz square wave and infrared emission , The car decoding by MCU for signal processing after receiving signal, judging address code and order code, carries on the corresponding control operation. PWM signal is used to produce different average voltage control of DC motor speed. Was realized by the infrared remote control, the car can move forward, backward, turn left and turn right, and other functions.The joint debugging of software and hardware, and the designed remote control car running smoothly and correctly.In the end ,the car has a certain application value.Key words: infrared remote control car；STC12C5A60S2 MCU；Coding；decoding 直螺纹接头的加工目录第一章绪论 (1)1.1 课题的工程背景、目的和意义 (1)1.2红外线 (1)1.2.1红外线的简介 (1)1.2.2红外线的应用 (2)1.3 国内外研究现状 (2)1.4 STC12C5A60S2单片机 (2)1.4.1 STC12C5A60S2单片机的简介 (3)1.4.2 STC12C5A60S2单片机的主要特点 (3)1.4.3 STC12C5A60S2单片机的主要参数 (3)1.5 论文的主要内容及章节安排 (3)第二章方案设计 (4)2.1 系统结构 (5)2.2模块选择 (5)2.2.1控制模块的选择 (5)2.2.2车身的选择 (6)2.2.3遥控控制模块的选择 (6)2.2.4电机的选择 (6)第三章硬件设计 (7)3.1控制模块STC12C5A60S2单片机 (8)3.2红外遥控发射模块 (9)3.3驱动模块 (10)3.4直流供电模块 (12)第四章软件设计 (13)4.1软件设计策略 (13)4.2红外发射程序 (13)4.3红外接收程序 (19)直螺纹接头的加工第五章测试环境 (20)5.1运行环境 (21)5.2小车实物图 (21)致谢 (22)参考文献 (23)直螺纹接头的加工第一章绪论1.1 课题的工程背景、目的和意义智能小车，也称轮式机器人，是以当今社会的汽车为研究对象，通过智能控制能够自动运行奔跑的机器人。
小车自动往返
我们本次实验室针对现实生活中现代自动配货、自动运料运输等工业生产和商业运营的社会需要。
在当今社会单片机已经完全满足不了需要所以我们应用了更加高端的PLC从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求。
所以本次实验应用PLC的S7-200 来设计的两个关于小车的自动控制系统。
第一个是小车直线自动往返控制。
它实现的事小车在始末站之间的自动往返运动，并且在控制过程中能及时的停止装置。
第二个的小车定位系统。
它实现的是小车在规定的站点之间和规定的次数进行往返运动，并且在完成规定动作后能回到指定的站点。
文中给出了具体的系统结构图，指出了系统的具体构成及所选的元件，列出参数的定义及1\0口地址分配表，还有详细的梯形图及每个网络所实现的作用。
完成了对小车的自动控制。
关键字：自动控制PLC 自动往返控制小车定位系统1选题背景及意义 (1)2系统简介 (2)2.1小车直线运动模型图及其介绍 (2)2.2系统中主要元件型号 (2)2.3电机主接线图 (2)3PLC简介 (4)3.1PLC工作原理 (4)3.2PLC的应用 (4)3.3西门子S7-200CPU226CNDC\DC\D的主要技术指标 (5)4直线自动往返控制 (8)4.110地址分配表 (8)4.2PLC接线图 (8)4.3带注释的程序 (9)5定位控制 (11)5.1I0地址分配表 (11)5.2PLC接线图 (11)5.3带注释的程序 (12)结论 (16)参考文献 (17)1 选题背景及意义传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器控制有着接线繁多，故障率高的特点，且维护不易等缺点，作为目前国内控制市场上的哦主流控制器，PLC 在市场，技术，行业影响等方面有着重要的作用，利用PLC控制来代替继电器控制已是大势所趋。
单闭环直流电机调速系统课程设计
《计算机控制技术》课程设计（单闭环直流电机调速系统）摘要运动控制系统中应用最普遍的是自动调速系统。
在工程实践中，有许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的静、动态性能。
由于直流电动机具有极好的运行性能和控制特性，尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易，但是长期以来，直流调速系统一直占据垄断地位。
当然，近年来，随着计算机技术、电力电子技术和控制技术的发展，交流调速系统发展很快，并有望在不太长的时间内取代直流调速系统，但是就目前来讲，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要方式。
在我国许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、海洋钻探、金属加工、纺织、造纸以及高层建筑等需要高性能可控电力拖动的场合，仍然广泛采用直流调速系统。
而且，直流调速系统在理论上和实践上都比较成熟，从控制技术的角度来看，它又是交流调速系统的基础。
随着电子技术和计算机技术的高速发展，直流电动机调速逐步从模拟化走向数字化，特别是单片机技术的应用，使直流电动机调速技术进入一个新的发展阶段。
因此，本次课程设计就是针对直流电动机的起动和调速性能好，过载能力强等特点设计由单片机控制单闭环直流电动机的调速系统。
本设计利用AT89C52单片机设计了单片机最小系统构成直流电动机反馈控制的上位机。
该上位机具有对外部脉冲信号技术和定时功能，能够将脉冲计数用软件转换成转速，同时单片机最小系统中设计了键盘接口和液晶显示接口。
利用AT89C52单片机实现直流电机控制电路，即直流电动机反馈控制系统的下位机，该下位机具有直流电机的反馈控制功能，上位机和下位机之间采用并行总线的方式连接，使控制变得十分方便。
本系统能够用键盘实现对直流电机的起/停、正/反转控制，速度调节既可用键盘数字量设定也可用电位器连续调节并且有速度显示电路。
本系统操作简单、造价低、安全可靠性高、控制灵活方便，具有较高的实用性和再开发性。
关键词：直流电动机AT89C52 L298N 模数转换1课题来源1.1设计目的计算机控制技术课程是集微机原理、计算机技术、控制理论、电子电路、自动控制系统、工业控制过程等课程基础知识一体的应用性课程，具有很强的实践性，为了使学生进一步加深对计算机控制技术课程的理解，掌握计算机控制系统硬件和软件的设计思路，以及对相关课程理论知识的理解和融会贯通，提高学生运用已有的专业理论知识分析实际应用问题的能力和解决实际问题的技能，培养学生独立自主、综合分析与创新性应用的能力，特设立《计算机控制技术》课程设计教学环节。
运料小车的PLC控制系统设计
2013届毕业生毕业设计说明书题目: 运料小车的PLC控制系统设计学院名称：电气工程学院班级：自动F09042013年 5 月20 日目次1 绪论 (1)1.1 课题选题背景及意义 (1)1.2 运料小车的控制概况 (1)1.3 运料小车的发展现状 (2)1.4 课题研究的主要内容 (2)2 总体方案论述 (4)2.1 系统控制方案设计 (4)2.2 PLC选型 (5)2.3 电动机选型 (7)2.4 接触器选型 (8)2.5 热继电器选型 (9)2.6 断路器选型 (9)2.7 行程开关选型 (10)3 系统硬件电路设计 (11)3.1 控制方案的设计 (11)3.2 硬件电路接线图 (11)4 控制系统软件设计 (14)4.1 程序流程图 (14)4.2 程序梯形图 (16)4.3 梯形图编程的分析 (17)4.4 程序语句表 (19)总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录一电气控制柜接线图 (24)附录二 PLC接线原理图 (25)附录三电动机主电路图 (26)1 绪论1.1 课题选题背景及意义制造业是现代经济发展中占有关键地位，它的发展状况主导着经济发展的前景，但是，在我国，大部分乡镇企业、私营企业，由于受资金管理等方面的限制，一般来说，送料绝大多数是采用人工手动送料，严重缺乏保护装置，这造成“效率低，劳动强度大，事故发生率大”等特点。
随着信息科技迅猛、市场经济的发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，近年来，由于PLC控制技术的发展，送料机构自动化水平也需越来越高。
提高自动化的水平不仅可以提高生产效率，同时也能保证工人的人身安全。
传统的手工送料已经不再满足要求，这时运料小车应运而生。
运料小车专门用于粒料、粉料、片状料、带状等材料的输送，这无疑是轻、重工行业不可缺少的设备。
1.2 运料小车的控制概况从世界第一台PLC被设计出来到现在，PLC历经几次更新换代，各方面的性能得到了很大完善，技术已经完全成熟。
自动循迹控制小车
自动循迹控制小车设计方案自动循迹控制小车设计方案小组成员班级学号严羽电子信息111 201105070316徐立波电子信息111 201105070312张有锋电子信息112 201105070330联系方式：18868801162013年06月18 日摘要本系统通过采集光电传感器和驻极体的数据来实现电动小车的自动循迹和声控行驶。
控制终端由C8051F020单片机最小系统构成，外围电路包括直流电机H桥驱动模块、光电传感器循迹模块、光电对管测速模块、声控模块、LCD 显示模块等。
运行中，系统通过采集光电传感器的数据并进行相应的比较计算来控制PWM波的输出，进而实现电机转速的实时调节；通过计数光电对管的输出脉冲来计算小车的行驶路程和实时速度；声控电路则将声音命令转换为相应的数字量并作放大处理后输出到CPU进而可以声控小车的启停；而显示模块则能在小车行驶中实时显示其速度与路程。
系统成本低，功耗低，小车调速平滑，过弯稳定，基本满足设计要求。
目录自动循迹控制小车设计方案 (1)摘要 (2)目录 (3)图索引 (4)第1章系统设计要求 (5)1.1 基本要求 (5)1.2 发挥要求 (5)第2章系统方案选择和论证 (6)2.1 题目解析 (6)2.2 方案选择及论证 (6)2.01 控制终端的选择 (6)2.02 电机及其驱动方式的选择 (7)2.03 循迹模块的选择 (8)2.04 测速模块的选择 (8)2.05 显示模块选择 (8)2.06 声控模块的选择 (9)2.07 遥控模块的选择 (9)第3章系统电路设计及原理分析 (11)3.1 核心模块 (12)3.2 电机驱动电路 (12)3.3 红外遥控模块的设计与参数计算： (13)3.4 光电传感器循迹电路 (16)3.5 光电对管测速电路 (17)3.6 显示电路 (17)3.7 声控电路 (18)第4章软件开发 (19)第5章系统主程序流程图 (20)参考文献 (21)附录一：程序清单 (21)附录二：系统电路图 (29)图索引图3-1系统总体框架图 (11)图3-2 C8051F020最小系统 (12)图3-3直流电机驱动电路 (13)图3-4光电传感器循迹电路 (16)图3-5测速电路原理图 (17)图3-6显示电路内部连接图 (18)图3-7声控电路原理图 (18)图5-1系统主程序流程图 (20)第1章系统设计要求第1章系统设计要求1.1基本要求1)小车可以自动寻迹：在设计好的线路上向前或向后跑，转弯等。
无刷直流电动机控制系统设计
无刷直流电动机控制系统设计方案第1章概述 (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和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 (3)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 (6)1.4.3 工作特性 (7)1.5 无刷直流电动机的使用和研究动向 (8)第2章无刷直流电动机控制系统设计方案 (10)2.1 无刷直流电动机系统的组成 (10)2.2 无刷直流电动机控制系统设计方案 (12)2.2.1 设计方案比较 (12)2.2.2 无刷直流电动机控制系统组成框图 (13)第3章无刷直流电动机硬件设计 (15)3.1 逆变主电路设计 (15)3.1.1 功率开关主电路图 (15)3.1.2 逆变开关元件选择和计算 (15)3.2 逆变开关管驱动电路设计 (17)3.2.1 IR2110功能介绍 (17)3.2.2 自举电路原理 (19)3.3 单片机的选择 (20)3.3.1 PIC单片机特点 (20)3.3.2 PIC16F72单片机管脚排列及功能定义 (22)3.3.3 PIC16F72单片机的功能特性 (22)3.3.4 PWM信号在PIC单片机中的处理 (23)3.3.5 时钟电路 (23)3.3.6 复位电路 (24)3.4 人机接口电路 (24)3.4.1 转把和刹车 (24)3.4.2 显示电路 (25)3.5 门阵列可编程器件GAL16V8 (27)3.5.1 GAL16V8图及引脚功能 (27)3.6 传感器选择 (28)3.7 周边保护电路 (30)3.7.1 电流采样及过电流保护 (30)3.7.2 LM358双运放大电路 (31)3.7.3 欠电压保护 (32)3.8 电源电路 (32)第4章无刷直流电动机软件设计 (33)4.1 直流无刷电机控制器程序的设计概况 (33)4.2 系统各部分功能在软件中的实现 (33)4.3 软件流程图 (34)结束语 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录1 (39)附录2 (51)第1章概述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。
直流电机控制电路设计
直流电机控制电路设计1.电阻控制电路：电阻控制电路是最简单的直流电机控制电路。
通过在直流电机的电源电路中串接一个可调节的电阻，可以改变电机的供电电压，从而控制电机的转速。
这种方法简单易行，但效率低下，能耗较大。
2.利用PWM信号控制电机速度：PWM（脉宽调制）信号是一种控制电子设备的常用方法。
在直流电机控制中，可以通过改变PWM信号的脉宽来控制电机的转速。
脉宽越宽，电机供电时间越长，转速越快；脉宽越窄，电机供电时间越短，转速越慢。
通过控制PWM信号的频率，可以实现更精确的速度控制。
3.使用驱动器芯片控制电机：驱动器芯片是一种专门用于控制电机的集成电路。
它提供了多种控制电机速度和方向的功能。
通过输入控制信号，驱动器芯片可以精确地控制电机的转速和转向。
驱动器芯片通常由功率放大器、逻辑电路和电源电路组成。
4.使用微控制器控制电机：微控制器是一种具有处理能力的单片机，可以通过编程设置来控制电机的运动。
通过连接微控制器和电机驱动电路，可以实现对电机转速、方向等参数的精确控制。
微控制器不仅能实现速度控制，还可以实现与其他设备的通信和协调工作。
在直流电机控制电路设计中1.电机的功率需求和特性：根据电机的功率需求，选择适当的电源和电源电压。
同时，需要了解电机的特性，如额定电流、额定电压等参数。
2.控制方法选择：根据实际应用需求，选择合适的控制方法。
比如，需要精确的速度控制可以选择PWM控制；需要简单控制可以选择电阻控制。
3.控制电路的稳定性和可靠性：设计的电路应具有良好的稳定性和可靠性，避免由于电路设计不合理导致的电机运动异常或损坏。
4.电路的成本和尺寸：根据实际应用需求和预算，选择合适的电路设计方案。
有时需要考虑电路尺寸的限制，如嵌入式设备中需要小巧的电路。
总之，直流电机控制电路设计需要根据具体应用需求选择合适的控制方法，并考虑电机的功率需求、特性、稳定性、可靠性、成本和尺寸等因素。
通过合理的设计和调试，可以实现对直流电机运动的精确控制。
51智能小车论文开题报告
麻省理工学院本科生毕业论文任务书、开题、文献综述和中期检查材料题目：基于51单片机的循迹避障小车的设计学院：电子信息学院专业班级：**************************** 学号：************* 学生姓名：指导教师：目录任务书 0开题报告书 (1)文献综述 (5)中期检查表 (9)任务书*** 同学：经指导教师**** 推荐和毕业论文〔设计〕领导小组审查，你将承当的毕业论文任务为基于51单片机的循迹避障小车的设计。
为确保该课题的顺利开展，请你在承接任务后，严格按照?麻省理工学院本科生毕业论文〔设计〕标准要求?和有关规定，制订科学合理的工作方案，认真实施，并虚心接受指导老师的指导、催促、检查，力争圆满完成你毕业论文〔设计〕任务，到达学士学位论文的各项要求。
电子信息学院2021年10月05日开题报告书文献综述班级姓名学号智能化作为现代社会的新产物，是以后的开展方向，它可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要到达的或是更高的目标。
智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为背景，涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意性设计，一般主要路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。
智能小车运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制，运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制，通过单片机来控制直流电机的工作，从而实现对整个小车系统的运动控制。
智能小车就是通过传感采集信号，将采集到的信号进行整理，传输给单片机，通过单片机编程控制小车做出智能反响，集合了传感器技术，和自动控制技术[1]。
2.正文智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是智能交通系统的一个重要组成局部。
它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。
本次设计对智能小车的控制系统进行了初步研究，设计实现循迹避障的智能小车控制系统。
智能小车设计实验报告
智能小车设计实验报告简介智能小车是一种集机械、电子、计算机和通信技术于一体的设备。
通过传感器收集环境信息、通过处理器进行运算、通过电机实现运动，具有自动避障、巡线、遥控等功能。
本实验旨在设计一种智能小车，并测试其在避障和巡线任务中的性能。
设计方案硬件1. 底盘：使用一块稳定且坚固的底板作为小车的基础结构，确保小车运动时的稳定性。
2. 电机：选用两个直流电机，用于驱动小车前进和转向，通过电机控制模块与处理器进行通信。
3. 传感器：- 超声波传感器：用于探测前方障碍物距离，实现智能避障功能。
- 红外线传感器：用于检测地面上的黑白线，实现巡线功能。
4. 处理器：采用Arduino开发板作为处理器，接收传感器数据，根据算法控制电机的运动。
5. 电源：选择一个稳定且容量适当的电池供电。
软件1. 避障算法：- 获取超声波传感器数据。
- 判断是否存在前方障碍物。
- 若存在障碍物，根据距离远近调整电机转速和方向。
- 否则，前进。
- 循环执行以上步骤。
2. 巡线算法：- 获取红外线传感器数据。
- 判断当前传感器是否在黑线上。
- 若在黑线上，调整电机转速和方向。
- 否则，旋转寻找黑线。
- 循环执行以上步骤。
实验过程避障功能测试1. 搭建实验场地，放置障碍物。
2. 小车启动后，执行避障算法，前进并实时检测前方障碍物。
3. 当检测到障碍物时，小车自动调整转速和方向，避免碰撞。
4. 实时记录小车克服障碍物的时间和距离。
巡线功能测试1. 在地面上绘制黑白线条，构建巡线场地。
2. 小车启动后，执行巡线算法，沿着黑线行驶。
3. 当检测到离线时，小车调整转速和方向，重新寻找黑线。
4. 实时记录小车完成巡线任务所花费的时间和路径。
实验结果与分析避障功能在实验中，小车能够成功避开放置的障碍物，且响应迅速，避免了碰撞。
通过记录的时间和距离可以评估小车的避障性能，进而对算法进行优化。
巡线功能在巡线任务中，小车能够识别黑线，并且根据需要进行转向。
基于Arduino控制的四驱智能循迹小车设计
• 124•利用电磁信号传感模块获取路径信息，并传送给开源硬件Arduino作为反馈信号，用于驱动左右双路直流电机以不同转速旋转，以转速差控制小车运动姿态并实现循迹行驶。
本设计使用Arduino 集成开发环境简化了程序代码，采用四轮全驱差速转向的形式简化了机械结构，运用模块化连接简化了电路，能够激发使用者学习编程语言的兴趣，并培养良好的实践动手能力。
编程控制技术使用场景非常丰富，但学习过程往往比较枯燥。
为了激发编程语言学习兴趣，拟设计一款竞速小车作为学习载体来进行Arduino 编程控制技术相关知识的学习。
1.整体设计Arduino UNO 控制板控制电机驱动模块，带动电机转动，使小车开始行驶。
而电磁循迹模块将感应路面上的电磁信号，传输到Arduino UNO 控制板来控制小车循迹，同时红外避障模块感应到前方有障碍物时，会传输信号给Arduino 控制小车停下，小车电机将停止转动。
降压模块则是给电池降压保护Arduino UNO 控制板。
系统结构框图如图1所示。
图1 系统结构框图2.硬件设计2.1 结构设计小车主要由Arduino UNO 控制板，微型直流减速电机，铝合金板，轮胎，直流电机驱动模块，E18-D80NK 红外避障模块，降压模块，10mH 工字电磁传感器，12.6V 电池，开关以及杜邦线等部件组成，其结构设计如图2所示。
图2 循迹小车结构设计图使用Arduino UNO 板为整个智能车控制系统的核心，通过杜邦线与各传感器连接，主要负责接收电磁传感器和红外避障模块传输来的信号，根据各传感器传送回来信号进行处理分析。
安装在小车左侧。
使用200*150*3mm 的铝合金板作为底盘支架，并将四个轮子和电机安装在两侧。
每个车轮由单独一个直流减速电机驱动，每个驱动电机外径25mm ，额定功率约7w ，减速比1:20，转速约980rpm 。
通过单独控制左右两侧电机的转速实现直行或转向。
驱动电机安装在铝板下方，通过连轴器与轮胎相连。
毕业设计(论文)-两轮自平衡小车的设计
本科毕业设计（论文）题目两轮自平衡小车的设计学院电气与自动化工程学院年级专业班级学号学生姓名指导教师职称论文提交日期两轮自平衡小车的设计摘要近年来，两轮自平衡车的研究与应用获得了迅猛发展。
本文提出了一种两轮自平衡小车的设计方案，采用陀螺仪ENC-03以及MEMS加速度传感器MMA7260构成小车姿态检测装置，使用卡尔曼滤波完成陀螺仪数据与加速度计数据的数据融合。
系统选用飞思卡尔16位单片机MC9S12XS128为控制核心，完成了传感器信号的处理，滤波算法的实现及车身控制，人机交互等。
整个系统制作完成后，各个模块能够正常并协调工作，小车可以在无人干预条件下实现自主平衡。
同时在引入适量干扰情况下小车能够自主调整并迅速恢复稳定状态。
小车还可以实现前进，后退，左右转等基本动作。
关键词：两轮自平衡陀螺仪姿态检测卡尔曼滤波数据融合IDesign of Two-Wheel Self-Balance VehicleAbstractIn recent years, the research and application of two-wheel self-balanced vehicle have obtained rapid development. This paper presents a design scheme of two-wheel self-balanced vehicle. Gyroscope ENC-03 and MEMS accelerometer MMA7260 constitute vehicle posture detection device. System adopts Kalman filter to complete the gyroscope data and accelerometer data fusion.，and adopts freescale16-bit microcontroller-MC9S12XS128 as controller core. The center controller realizes the sensor signal processing the sensor signal processing, filtering algorithm and body control, human-machine interaction and so on.Upon completion of the entire system, each module can be normal and to coordinate work. The vehicle can keep balancing in unmanned condition. At the same time, the vehicle can be adjusted independently then quickly restore stability when there is a moderate amount of interference. In addition, the vehicle also can achieve forward, backward, left and right turn and other basic movements.Key Words: Two-Wheel Self-Balance; Gyroscope; Gesture detection; Kalman filter; Data fusionII目录1.绪论 (1)1.1研究背景与意义 (1)1.2两轮自平衡车的关键技术 (2)1.2.1系统设计 (2)1.2.2数学建模 (2)1.2.3姿态检测系统 (2)1.2.4控制算法 (3)1.3本文主要研究目标与内容 (3)1.4论文章节安排 (3)2.系统原理分析 (5)2.1控制系统要求分析 (5)2.2平衡控制原理分析 (5)2.3自平衡小车数学模型 (6)2.3.1两轮自平衡小车受力分析 (6)2.3.2自平衡小车运动微分方程 (9)2.4 PID控制器设计 (10)2.4.1 PID控制器原理 (10)2.4.2 PID控制器设计 (11)2.5姿态检测系统 (12)2.5.1陀螺仪 (12)2.5.2加速度计 (13)2.5.3基于卡尔曼滤波的数据融合 (14)2.6本章小结 (16)3.系统硬件电路设计 (17)3.1 MC9SXS128单片机介绍 (17)3.2单片机最小系统设计 (19)3.3 电源管理模块设计 (21)3.4倾角传感器信号调理电路 (22)III3.4.1加速度计电路设计 (22)3.4.2陀螺仪放大电路设计 (22)3.5电机驱动电路设计 (23)3.5.1驱动芯片介绍 (24)3.5.2 驱动电路设计 (24)3.6速度检测模块设计 (25)3.6.1编码器介绍 (25)3.6.2 编码器电路设计 (26)3.7辅助调试电路 (27)3.8本章小结 (27)4.系统软件设计 (28)4.1软件系统总体结构 (28)4.2单片机初始化软件设计 (28)4.2.1锁相环初始化 (28)4.2.2模数转换模块（ATD）初始化 (29)4.2.3串行通信模块（SCI）初始化设置 (30)4.2.4测速模块初始化 (31)4.2.5 PWM模块初始化 (32)4.3姿态检测系统软件设计 (32)4.3.1陀螺仪与加速度计输出值转换 (32)4.3.2卡尔曼滤波器的软件实现 (34)4.4平衡PID控制软件实现 (36)4.5两轮自平衡车的运动控制 (37)4.6本章小结 (39)5. 系统调试 (40)5.1系统调试工具 (40)5.2系统硬件电路调试 (40)5.3姿态检测系统调试 (41)5.4控制系统PID参数整定 (43)5.5两轮自平衡小车动态调试 (44)IV5.6本章小结 (45)6. 总结与展望 (46)6.1 总结 (46)6.2 展望 (46)参考文献 (47)附录 (48)附录一系统电路原理图 (48)附录二系统核心源代码 (49)致谢 (52)V常熟理工学院毕业设计（论文）1.绪论1.1研究背景与意义近年来，随着电子技术的发展与进步，移动机器人的研究不断深入，成为目前科学研究最活跃的领域之一，移动机器人的应用范围越来越广泛，面临的环境和任务也越来越复杂，这就要求移动机器人必须能够适应一些复杂的环境和任务。
循迹小车方案设计
循迹小车方案设计一、引言在计算机视觉和机器人技术领域，循迹小车是一个常见的项目。
循迹小车可以通过使用光电传感器或摄像头等传感器来感知黑色或白色的轨迹，并根据轨迹的方向进行自动导航。
本文将介绍一个循迹小车的方案设计，包括硬件和软件的部分。
二、硬件设计1. 选择电机和轮子循迹小车需要一个电机驱动系统来控制它的运动。
我们可以选择直流电机和合适的轮子来实现小车的移动。
电机的选择应该根据小车的负载和速度要求来做出决策。
2. 选择传感器循迹小车需要传感器来感知轨迹上的黑色或白色区域。
常用的传感器是光电传感器和摄像头。
光电传感器通过发射红外线并接收反射的红外线来感知颜色，摄像头则可以通过图像处理算法来感知颜色。
3. 选择控制器循迹小车需要一个控制器来控制电机和传感器之间的通信。
可以选择单片机、嵌入式开发板或者微控制器来实现控制器功能。
4. 连接电路在硬件设计中，需要将电机、传感器和控制器相互连接。
根据选择的电机和传感器，可以设计相应的电路板来实现连接功能。
三、软件设计1. 数据采集在软件设计中，需要编写代码来采集传感器的数据。
对于光电传感器，可以通过数模转换将模拟信号转换为数字信号；对于摄像头，可以使用图像处理算法来提取轨迹的信息。
2. 数据处理采集到的数据需要进行处理，以确定小车需要前进、后退、左转还是右转。
可以编写算法来对数据进行分析，并根据分析结果给出相应的控制信号。
3. 运动控制根据数据处理的结果，需要编写代码来控制电机的转动。
对于直流电机，可以通过调整电机的电压或占空比来控制转动方向和速度。
四、系统测试和优化完成软件设计后，需要对整个系统进行测试。
可以将循迹小车放置在黑白轨迹上，观察它是否能正确地跟随轨迹运动。
如果有异常，需要对系统进行调试和优化，直到达到预期的效果。
五、总结循迹小车方案设计涉及到硬件和软件两个方面。
正确选择电机、传感器和控制器，并进行合理的连接和编程，是实现循迹小车功能的关键。
通过系统测试和优化，可以不断提高循迹小车的性能和稳定性。
基于PLC的小车循环运动控制系统的设计
基于PLC的小车循环运动控制系统的设计设计背景：小车循环运动控制系统是指通过PLC对小车进行控制，使其能够按照既定的路径进行循环运动。
该系统可以广泛应用于物流仓储、生产线等领域，提高工作效率和自动化水平。
为了确保系统的安全性和可靠性，需要进行详细的设计和测试。
设计目标：1.实现小车按照预定路径进行循环运动；2.系统具备调试和故障诊断功能，能够及时发现和修复问题；3.提供人机界面，方便操作和监控系统状态；4.系统稳定可靠，能够长时间运行。
设计方案：1.硬件选型：-PLC控制器：选择功能稳定功能全面的PLC控制器，如西门子S7-1200系列；-传感器：采用光电开关、编码器等传感器实时感知小车位置和状态；-执行器：选择适合小车运动的直流电机及驱动器；-供电系统：选择恰当的电源和电缆保证系统运行和安全。
2.系统结构设计：-PLC控制器：负责接收和处理传感器信号，并通过控制程序实现小车的控制；-输入模块：接收传感器信号，并将其转化为PLC可识别的数据；-输出模块：控制执行器的运动方向和速度；-人机界面：通过HMI人机界面实现操作和监控系统状态。
3.系统控制程序设计：-设计小车的运动路径，确定循环运动的起点和终点；-通过编程软件编写控制程序，包括传感器数据采集、运动控制、故障监测和处理等功能；-确定小车的控制方式，可以选择位置控制、速度控制或者PID控制；-根据系统需求和硬件特性进行调试和优化，确保系统的稳定性和准确性。
4.人机界面设计：-使用HMI设计软件进行界面设计，包括控制面板和状态监控界面；-提供启动、停止、重置等操作按钮，方便操作和控制小车；-实时显示小车的位置、速度和状态，以及故障信息和警报提示；-实现数据记录和报表生成，便于数据分析和系统优化。
5.系统测试和调试：-进行硬件连接和调试，确保传感器、执行器等设备正常工作；-编写和调试控制程序，验证小车的循环运动功能；-模拟故障情况，测试系统的故障检测和处理能力；-根据实际情况进行系统优化和调整，确保系统的稳定性和可靠性。
直流电机调速控制系统设计
成绩电气控制与PLC课程设计说明书直流电机调速控制系统设计.Translate DC motor speed Control system design学生王杰学号学院班级信电工程学院13自动化专业名称电气工程及其自动化指导教师肖理庆2016年6月14日目录1 ××11.1 ××××××11.1.1 ××××错误!未定义书签。
1.1.2 ××××1……1.2 ××××××11.2.1 ××××8……2 ×××××82.1 ××××××102.1.1 ××××10……3 ×××××123.1 ××××××123.1.1 ××××12……参考文献13附录14附录114附录2141 直流电机调速控制系统模型1.1 直流调速系统的主导调速方法根据直流电动机的基础知识可知，直流电动机的电枢电压的平衡方程为：R I E U a +=式(1.1)公式中：U 为电枢电压；E 为电枢电动势；R I a 为电枢电流与电阻乘积。
由于电枢反电势为电路感应电动势，故：n C E φe =式(1.2)式中：e C 为电动势常数；φ为磁通势；n 为转速。
由此得到转速特性方程如下：φe a C R I U /)(n -=式(1.3)由式（1.3）可以看出,调节直流电动机的转速有以下三种方法：1.改变电枢回路的电阻R ——电枢回路串电阻调速。
基于51单片机控制直流电机的设计
基于51单片机控制直流电机的设计设计目标：1.实现电机的正反转控制。
2.实现电机的速度控制。
3.实现电机的位置控制。
硬件设计：1.51单片机控制器：选择一款性能较好的51单片机，如STC89C522.直流电机：选择合适的直流电机，根据设计需求确定功率和转速。
3.驱动电路：为直流电机提供合适的驱动电路，可以选择H桥驱动芯片，如L298N。
4.传感器：根据设计需求，选用合适的传感器，如编码器、讯号灯等。
软件设计：1.系统初始化：对51单片机进行初始化设置，包括端口方向、定时器等配置。
2.速度控制：设计PID算法，实现对直流电机的速度控制。
通过读取传感器反馈的速度信息，与设定值进行比较，输出控制信号控制电机速度。
3.正反转控制：设计控制程序，读取输入信号控制直流电机的正反转。
可以通过输入按键、外部信号或者串口通信来实现控制。
4.位置控制：通过编码器等传感器读取直流电机的位置信息，与设定值进行比较，输出控制信号控制电机运动到目标位置。
5.通信功能：如果需要与其他设备进行通信，可以使用串口、蓝牙等通信模块实现数据传输。
设计步骤：1.确定设计需求：根据具体应用场景，确定控制电机的功能需求，包括速度控制、正反转控制和位置控制等。
2.硬件搭建：按照设计需求，选取合适的电机、驱动电路和传感器，并进行搭建和连接。
3.软件开发：根据设计目标，编写相应的程序代码，实现功能要求。
5.优化改进：根据实际使用情况，对系统进行优化改进，提高系统的性能和稳定性。
总结：基于51单片机控制直流电机的设计是一种常见的嵌入式系统开发方案。
通过合理选择硬件和设计软件，可以实现控制电机的速度、方向和位置等功能。
在实际应用中，还可以根据具体需求进行优化改进，使系统更加稳定和可靠。
小车系统设计报告案例
小车系统设计报告案例1. 引言本文介绍了一个基于控制系统的小车设计方案。
该小车通过搭载多个传感器和执行器，可以实现自主导航和障碍物避障的功能。
本报告将详细介绍小车系统的硬件组成和软件设计。
2. 系统硬件设计2.1 主控板小车的主控制器采用了一块高性能单片机，具备丰富的IO口和通信接口。
该主控板可实现集中控制和数据处理的功能，并通过与其他模块的协同工作实现小车的各项功能。
2.2 传感器模块小车系统配备了多个传感器模块，包括超声波传感器、红外线传感器、陀螺仪和摄像头等。
超声波传感器用于测量与障碍物的距离，红外线传感器用于检测地面的颜色，陀螺仪用于测量小车的倾斜角度，摄像头用于采集环境图像。
2.3 执行器模块小车的执行器模块包括直流电机和舵机。
直流电机用于驱动小车的运动，舵机用于控制小车的转向。
3. 系统软件设计小车系统的软件设计主要包括两个方面，分别是嵌入式软件设计和上位机软件设计。
3.1 嵌入式软件设计嵌入式软件设计是指在主控板上进行的程序编写。
该设计主要包括以下功能的实现：- 传感器数据采集：通过与传感器模块的通信，实现对传感器数据的读取和处理，包括超声波测距、红外线检测和陀螺仪读数等。
- 运动控制算法：根据传感器数据和目标运动状态，编写运动控制算法，实现小车的自主导航和障碍物避障功能。
- 数据通信：通过通信接口，实现与上位机软件的数据交互，包括传输传感器数据、接收控制指令等。
3.2 上位机软件设计上位机软件设计是指在PC端开发的软件。
该设计主要包括以下功能的实现：- 图像处理：通过接收摄像头采集的图像，实现对环境图像的处理和分析，包括目标检测、颜色识别等。
- 控制指令生成：根据环境图像和用户输入，生成相应的控制指令，包括小车的运动指令和转向指令。
- 数据传输：通过与嵌入式软件的通信接口，实现与主控板的数据交互，包括发送控制指令、接收传感器数据等。
4. 系统性能测试为了验证小车系统的设计方案和性能，我们进行了一系列的性能测试。
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基于直流电机的小车运动控制设计目录摘要3前言4第1章系统概述5第2章直流电机工作原理6第2.1节直流电机的结构6第2.2节直流电机的分类6第2.3节直流电动机的工作原理7第2.4节直流电机的可逆运行原理7第3章脉冲宽度调制(PWM>控制技术9第3.1节脉冲宽度调制基本原理9第3.2节脉冲宽度调制具体过程10第3.3节脉冲宽度调制的优点10第3.4节脉冲宽度调制控制方法11第3.5节脉冲宽度调制相关应用领域11第4章硬件设计12第4.1节供电电源模块12第4.2节控制器模块12第4.3节电机驱动模块15第4.4节测速模块17第4.5节显示模块17第5章软件设计19第5.1节主程序设计19第5.2节直流电机驱动算法19第5.3节测速算法21第5.4节数码管显示算法21总结23参考文献24致谢25附录26摘要本文主要介绍了基于直流电机的小车运动控制设计。
该车以玩具小车为车体，直流电机及其控制电路为整个系统的驱动部分，AT89S51单片机为整个系统的控制核心，采用ST188反射式光电传感器来检测小车的运行速度，并通过一个4位一体的数码管显示出来，使用驱动芯片74HC245来驱动数码管的显示；整个系统使用5V的直流电源供电，直流电机驱动采用PWM控制技术，可以灵活方便地对车速进行控制。
关键词：直流电机，单片机，小车[Abstract] : In this paper, the car based DC motor motion control design , the toy car as the car body , DC motor and control circuit for the driving part of the whole system , AT89S51 microcontroller core for the control of the entire system , using ST188 reflective photoelectric sensor to detect the car's speed , and through a4-in-one digital display up , use the driver IC 74HC245 to control the digital tube display . the system uses the 5V DC voltage power supply,DC motor-driven use PWM control technology, the flexibility to easily control the speed .Key words: DC motor , MCU , car前言随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。
各种智能化小车在市场玩具中也占一个很大的比例。
根据美国玩具协会的调查统计，近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。
而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大改变：传统玩具的市场比重正在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上，已经成为玩家行业发展的主流。
因此，遥控加智能的技术研究、应用都是非常有意义而且有很高市场价值的。
智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。
智能电动车就是其中的一个体现。
智能电动车是由一个电动玩具车改造而成，更换了电动玩具车的电机和驱动电路，增加了电控系统。
电控系统的主要任务是使智能电动车按既定控制方法行驶。
智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。
它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用，随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，智能控制必将迎来它的发展新时代。
计算机控制与电子技术融合为电子设备智能化开辟了广阔前景。
第1章系统概述整个系统基于玩具小车的机械结构，小车控制系统总体结构如图1．1所示。
以AT89S51 单片机为控制核心，主要由电源模块、控制器模块、直流电机驱动模块、测速模块和显示模块组成。
首先，由电源模块产生5V的直流电压，供单片机、电机驱动芯片、数码管驱动芯片和测速模块使用，单片机输出相应的控制信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动，直流电机的驱动电路采用PWM电路,精确调整电动机转速。
测速模块通过光电编码盘来检测小车的速度，将检测得到的脉冲信号送入单片机的 T0 口进行计数, 同时完成脉冲数计算，通过定时计数器来计时间，算出实时速度，并通过一个四位一体数码管显示出来，从而验证PWM控制技术对小车速度的控制；使用驱动芯片74HC245来控制数码管的显示。
单片机外部资源分配：P0.0～P0.2 控制电机的使能和方向，P1.0～P1.7和P3.0、P3.1、P3.3、P3.5用于数码管的控制位，P3.2、P3.4 用于测速模块的输入。
电路原理图见附录1。
图1.1 小车控制系统总体结构图第2章直流电机工作原理输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。
当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。
直流电机在当今生活的各方面应用越来越广泛，直流电机的调速控制是电机应用的一个重要技术保障。
直流电机具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力强等许多优点，因此在许多行业中仍有应用。
第2.1节直流电机的结构直流电机的结构由定子和转子两大部分组成。
直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。
运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
第2.2节直流电机的分类按结果主要分为直流电动机和直流发电机；按类型主要分为直流有刷电机和直流无刷电机。
直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。
根据励磁方式的不同，直流电机可分为下列几种类型。
(1)、他励直流电机励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机，永磁直流电机也可看作他励直流电机。
(2)、并励直流电机并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联，作为并励发电机来说，是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电；作为并励电动机来说，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。
(3)、串励直流电机串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，这种直流电机的励磁电流就是电枢电流。
(4)、复励直流电机复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组，若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。
若两个磁通势方向相反，则称为差复励。
不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。
一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式，直流发电机的主要励磁方式是他励式、并励式和和复励式。
第2.3节直流电动机的工作原理导体受力的方向用左手定则确定。
这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。
如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩<例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。
图2.1 直流电动机的原理模型图2.2 直流电动机原理模型如图2.1和2.2所示，当电枢转了180°后，导体 cd转到 N极下，导体ab转到S极下时，由于直流电源供给的电流方向不变，仍从电刷 A流入，经导体cd 、ab 后，从电刷B流出。
这时导体cd 受力方向变为从右向左，导体ab 受力方向是从左向右，产生的电磁转矩的方向仍为逆时针方向。
因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体 ab和cd 流入，使线圈边只要处于N 极下，其中通过电流的方向总是由电刷A 流入的方向，而在S 极下时，总是从电刷 B流出的方向。
这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。
这就是直流电动机的工作原理。
第2.4节直流电机的可逆运行原理一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，这种原理在电机理论中称为可逆原理。
当原动机驱动电枢绕组在主磁极N、S之间旋转时，电枢绕组上感生出电动势，经电刷、换向器装置整流为直流后，引向外部负载<或电网），对外供电，此时电机作直流发电机运行。
如用外部直流电源，经电刷换向器装置将直流电流引向电枢绕组，则此电流与主磁极N.S.产生的磁场互相作用，产生转矩，驱动转子与连接于其上的机械负载工作，此时电机作直流电动机运行。
第3章脉冲宽度调制(PWM>控制技术脉冲宽度调制(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。
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。
PWM控制技术以其控制简单，灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点.由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。
第3.1节脉冲宽度调制基本原理随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等，而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。
可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。
模拟信号的值可以连续变化，其时间和幅度的分辨率都没有限制。
9V电池就是一种模拟器件，因为它的输出电压并不精确地等于9V，而是随时间发生变化，并可取任何实数值。