直流电机控制系统设计范本

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24 v直流电机控制系统的设计

24 v直流电机控制系统的设计一、引言直流电机广泛应用于各种工业和商业领域，并且在家庭电器中也有着重要的作用。

直流电机的控制系统是保证其正常运行和精确控制的关键。

本文将介绍一个基于24 V直流电机的控制系统设计，并详细介绍其硬件和软件设计。

二、硬件设计1.电机选择：首先需要选择适合的直流电机，考虑到24 V电源的供电情况，选择功率合适的直流电机，同时也要考虑转速和扭矩等工作要求。

2.驱动器选择：直流电机控制系统需要一个驱动器来驱动电机。

驱动器的选择要根据电机的电流要求来确定，同时要考虑其与控制器的接口兼容性。

3.控制器设计：控制器是直流电机控制系统的核心部分，用于控制电机的转速、方向和加速度等参数。

控制器可以使用单片机、FPGA或者PLC等进行设计，根据需求选择合适的控制器，并编写相应的程序。

4.电源模块设计：由于直流电机采用24 V电源供电，需要一个稳定的电源模块来为系统提供稳定可靠的电源。

可以选择开关电源或者线性电源，并根据需求设计合适的电源模块。

三、软件设计1.控制算法设计：针对所需的控制任务，设计合适的控制算法。

常见的控制算法包括PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

根据具体情况选择合适的控制算法，并编写相应的代码。

2.编程实现：根据控制算法的设计结果，使用相应的编程语言（如C、C++或者PLC编程语言）实现控制算法。

编程要考虑系统的实时性和稳定性，确保控制算法的准确性和可靠性。

3.用户界面设计：设计一个用户友好的界面，方便用户对控制系统进行操作和监控。

可以使用人机界面和触摸屏等设备，实现控制命令的输入和监测数据的显示。

四、系统测试与调试完成硬件和软件设计后，需要进行系统的测试和调试。

首先进行硬件连接和电源接入的测试，确保电路和连接没有问题。

然后进行软件编程的测试，包括控制算法的功能、编程的准确性和系统的可靠性等方面的测试。

最后进行整个系统的综合测试，包括与电机的实际联动测试、系统的稳定性测试和实际工作情况的测试等。

直流电机PWM控制系统设计

0 前言在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用，无论在工业农业生产、交通运输、国防航空航天、医疗卫生、商务与办公设备，还是在日常生活中的家用电器，都在大量地使用着各式各样的电动机。

据资料统计，现在有的90%以上的动力源来自于电动机，电动机与人们的生活息息相关，密不可分。

随着现代化步伐的迈进，人们对自动化的需求越来越高，使电动机控制向更复杂的控制发展。

直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调速范围广,过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转,能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。

直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。

直流电机的数字控制是直流电动机控制的发展趋势，用单片机的数字控制的发展趋势,用单片机进行控制是实现电动机数字控制的最常用的手段。

由于电网相控变流器供电的直流电机调速系统能够引起电网波形畸变、降低电网功率因数，除此之外，该系统还有体积大、价格高、电压电流脉动频率低、有噪声等缺点。

而采用直流电动机的PWM调速控制系统可以克服电网相控调速系统的上述诸多缺点。

电动机的控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、电动控制技术、微机应用技术的最新发展成果。

正是这些技术的进步使电机控制技术在近20多年内发生了翻天覆地的变化，其中电动机的控制部分已由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，形成数字和模拟的混合控制系统和纯数字控制的应用，并曾向全数字化控制方向快速发展。

电动机的驱动部分所用的功率器件经历了几次更新换代，目前开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成为主流。

功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动控制方法能够得到实现，脉宽调制控制方法（PWM和SPWM）,变频技术在直流调速和交流调速中获得广泛的应用。

毕业设计-直流电机控制设计

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。

[2]本毕业设计主要是通过PWM调速器实现直流电机的正转、反转、加速、减速、停止等操作，并实现电路的仿真。

为实现系统的微机控制，在设计中，采用了AT89C51单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分，配以各种显示、驱动模块，实现对电动机转速参数的显示和测量；由命令输入模块、光电隔离模块及H型驱动模块组成。

采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序控制下，不断给光电隔离电路发送PWM波形，H型驱动电路完成电机正反转控制.在设计中，采用PWM调速方式，通过改变PWM的占空比从而改变电动机的电枢电压，进而实现对电动机的调速。

设计的整个控制系统，在硬件结构上采用了大量的集成电路模块，大大简化了硬件电路，提高了系统的稳定性和可靠性，使整个系统的性能得到提高。

关键词：直流电机，AT89C51单片机，PWM调速，仿真AbstractNowadays, automation control system has been widely used in all walks of life and development, and DC drive control as a mainstream electric drive plays a major role in the modernization of production. For a long time, because the DC motor speed regulation is more flexible, simple, easy-to-large-scale smooth speed control performance and good features, has been the dominant in the field of transmission.The graduation project is mainly achieved by PWM DC motor speed controller forward, reverse, speed up, slow down, stop and other operations, and to achieve the simulation of the circuit. To achieve microcomputer control system design, using a control circuit AT89C51 microcontroller as the core of the entire control system part, with various display driver module, the parameters of the motor speed display and measurement; by the command input module optical isolation module and H-drive module. Using a separate keyboard with interrupt input as a command, the microcontroller under program control, continuous optical isolation circuit to transmit PWM waveform, H-drive motor reversing control circuit is completed in the design, using PWM speed control mode by changing thus changing the duty cycle of the PWM motor armature voltage, and thus realize the motor speed. The whole control system design, the hardware structure with a lot of integrated circuit module, greatly simplifying the hardware circuit to improve the stability and reliability of the system, so that overall system performance is improved.Key words: Dc motor，AT89C51 microcontroller，PWM speed,，Simulation目录1 绪论 (1)1.1系统背景 (1)1.2 PWM调速基本原理 (1)1.3 PWM调速的优越性 (3)1.4 直流电机控制系统概述 (4)2直流电机控制系统硬件设计 (5)2.1 直流电机控制系统基本原理 (5)2.2 直流电机控制系统总体设计框图 (5)2.3 各电路模块原理 (6)2.3.1 AT89C51单片机 (6)2.3.2 L298电机驱动模块 (8)2.3.3 H桥驱动电路简介 (11)2.3.4 直流电机模块 (13)2.3.5 液晶显示模块 (14)3 直流电机控制系统软件设计 (17)3.1 定时中断程序设计 (17)3.2 直流电机的中断键盘控制模块程序设计 (18)3.2.1 外部中断设置 (18)3.2.2 外部中断扩展方法 (18)3.3 LCD液晶模块程序设计 (20)3.31 LCD液晶显示模块如图3-4所示 (20)3.3.2 显示程序流程图如图3-5所示 (21)3.4 直流电机转动模块程序设计 (21)4系统仿真 (24)4.1 Proteus仿真软件 (24)4.2 Keil C51开发系统 (24)4.3 直流电机控制设计系统仿真 (24)4.3.1 系统刚启动时的状态 (24)4.3.2 LCD液晶显示电路 (25)4.3.3 正转时的状态 (26)4.3.4 反转时的状态 (27)4.3.5 加速/减速时的状态: (27)5 总结 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1 绪论1.1系统背景直流电机（direct current machine）是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。

课程设计--直流电机调速控制系统设计

课程设计--直流电机调速控制系统设计指导教师评定成绩：审定成绩：**********课程设计报告设计题目：直流电机调速控制系统设计学校：********************学生姓名：**********专业：********************班级：***********学号：**************指导教师：*****************8设计时间：2013 年12 月目录引言 (3)一、直流电动机的工作原理 (4)二、直流电动机的结构 (5)三、直流电动机的分类 (6)四、电动机的机械特性 (7)五、他励直流电动机起动 (10)六、他励直流电动机的调速方法 (11)七、PWM调制电路 (14)八、H桥驱动电路 (14)九、直流电动机调速控制系统设计 (15)十、心得体会 (22)附录参考文献 (23)课程设计任务书 (23)引言现代工业生产中，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。

直流电机调速基本原理是比较简单的（相对于交流电机），只要改变电机的电压就可以改变转速了。

改变电压的方法很多，最常见的一种PWM脉宽调制，调节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。

PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。

直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。

随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展，到目前为止，已经出现了多种PWM控制技术。

直流电机控制系统设计(1)

湖南工程学院课程设计《DSP原理及应用》题目：直流电机控制系统设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：2015年5 月19 日摘要直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。

电动机调速系统采用微机实现自动控制，是电气传动发展的主要方向之一。

采用微机控制后，整个调速系统体积小，结构简单、可靠性高、操作维护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。

本篇论文介绍了基于单片机的直流电机PWN调速的基本办法，直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。

重点介绍了基于TMS320LF2407单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。

对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。

关键词：单片机最小系统；PWM ；直流电机调速，TMS320LF2407;前言电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。

无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。

据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。

同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。

电动机与人的生活息息相关，密不可分。

电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。

简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。

然而近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。

直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。

直流无刷电机的控制系统设计方案

直流无刷电机的控制系统设计方案1 引言1.1 题目综述直流无刷电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的，它不仅保留了有刷直流电机良好的调试性能，而且还克服了有刷直流电机机械换相带来的火花、噪声、无线电干扰、寿命短及制造成本高和维修困难等等的缺点。

与其它种类的电机相比它具有鲜明的特征：低噪声、体积小、散热性能好、调试性能好、控制灵活、高效率、长寿命等一系列优点。

基于这么多的优点无刷直流电机有了广泛的应用。

比如电动汽车的核心驱动部件、电动车门、汽车空调、雨刮刷、安全气囊；家用电器中的DVD、VCD、空调和冰箱的压缩机、洗衣机；办公领域的传真机、复印机、碎纸机等；工业领域的纺织机械、医疗、印刷机和数控机床等行业；水下机器人等等诸多应用[1]。

1.2 国内外研究状况目前，国内无刷直流电机的控制技术已经比较成熟，我国已经制定了GJB1863无刷直流电机通用规范。

外国的一些技术和中国的一些技术大体相当，美国和日本的相对比较先进。

当新型功率半导体器件：GTR、MOSFET、IGBT等的出现，以及钕铁硼、钐鈷等高性能永磁材料的出现，都为直流电机的应用奠定了坚实的基础。

近些年来，计算机和控制技术快速发展。

单片机、DSP、FPGA、CPLD等控制器被应用到了直流电机控制系统中，一些先进控制技术也同时被应用了到无刷直流电机控制系统中，这些发展都为直流电机的发展奠定了坚实的基础。

经过这么多年的发展，我国对无刷电机的控制已经有了很大的提高，但是与国外的技术相比还是相差很远，需要继续努力。

所以对无刷直流电机控制系统的研究学习仍是国内的重要研究内容[2]。

1.3 课题设计的主要内容本文以永磁方波无刷直流电机为控制对象，主要学习了电机的位置检测技术、电机的启动方法、调速控制策略等。

选定合适的方案，设计硬件电路并编写程序调试，最终设计了一套无位置传感器的无刷直流电机调速系统。

本课题涉及的技术概括如下：（1）学习直流无刷电机的基本结构、工作原理、数学模型等是学习电机的前提和首要内容。

直流电机控制系统设计

2014--2015学年第 2 学期物电学院期末考试卷《微型计算机控制技术》学号: 姓名: 班级:成绩：评语：（考试题目及要求）直流电机控制系统设计本设计是以实现控制直流电机的正反转以及转速为功能的实用系统。

采用ATmega128单片机和外围电路实现。

利用单片机的定时器的10位相位修正PWM 工作模式以及全桥（H 桥）来实现直流电机的控制。

其中利用按键控制直流电机的正反转和转速的状态转换。

设计中采用PWM 调制技术，实现对直流电机的调制。

系统实现了在线调速、正转、反转、加速、减速、停止等多种功能，键盘设置等，具有一定的实用价值。

装订线目录第1章设计概述..................................................................................................................... - 1 -1.1 任务描述..................................................................................................................... - 1 -（1）设计目的........................................................................................................... - 1 - （2）基本要求......................................................................................................... - 1 -1.2 研究背景..................................................................................................................... - 1 -1.3 功能描述..................................................................................................................... - 2 - 第2章总体设计..................................................................................................................... - 3 -2.1 总体原理图................................................................................................................. - 3 -2.2 硬件设计结构............................................................................................................. - 3 -2.3 软件设计流程............................................................................................................. - 4 -（1）电机控制模块................................................................................................... - 4 - （2）中断................................................................................................................... - 5 -2.4 工作过程..................................................................................................................... - 5 - 第3章硬件模块设计............................................................................................................. - 5 -3.1 控制器模块................................................................................................................. - 5 -（1）ATmega128单片机简介.................................................................................. - 5 - （2）时钟频率电路................................................................................................... - 6 - （3）复位电路的设计............................................................................................... - 6 -3.2 驱动模块..................................................................................................................... - 7 -3.3 输入模块..................................................................................................................... - 8 -（1）键盘扫描电路................................................................................................... - 8 - 第4章软件设计模块............................................................................................................. - 9 -4.1 设计思想..................................................................................................................... - 9 -（1）系统配置........................................................................................................... - 9 - （2）键盘扫描......................................................................................................... - 10 - （3）中断程序......................................................................................................... - 10 -4.2 软件系统结构........................................................................................................... - 10 -4.3 系统配置................................................................................................................... - 10 -（1）初始化............................................................................................................. - 10 - （2）中断服务程序：............................................................................................. - 12 - 总结......................................................................................................................................... - 14 - 参考文献................................................................................................................................. - 15 -第1章设计概述1.1 任务描述（1）设计目的鉴于已学过的单片机理论，为实现理论与实践的结合，从元件到系统的设计，来加强自己的硬件电路制作能力和软件编程思想的提高。

无刷直流电机控制系统设计

，
ｓｉｇｎａｌｓａｒｅａｄｊｕｓｔｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃｌｏｓｅｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｆｏｔｈｅｍｏｔｏｒｗｉｔｈａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅＰＩａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ．
ＰＷＭ信号实现电机转速闭环控制。关键词：ｄｓＰＩＣ３ＯＦ４０１１，无刷直流电机，ＩＭ１４４００，闭环控制
ＡｂｓｔａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｂｒｕｓｈｔｅｓｓｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｍｏｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｒｅａｌｉｌＴｈｅｓｙｓｔｅｍ
ｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｂｒｕｓｈｌｅｓｓｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｍｏｔｏｒ，ｄｓＰＩＣ３０Ｆ４０１１ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ＩＭ１４４００ｄｒｉｖｅｃｉｒｃｕｉｔ。ｅｔｃＳｙｓｔｅｍｃｏｍｐｌｅｔｅｓａｃｑｕｉｓｉ。ｔｉｏｎｏｆｈａｌｌｐｏｓｉｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒｓｉｇｎａｌ，ｏｕｔｐｕｔｏｆｍｏｔｏｒｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｍｏｔｏｒＳｓｐｅｅｄａｎｄｔｈｅｄｉｇｉｔａｌＰＷＭ

简易直流电动机控制器设计

一设计目的本设计是要利用89C52单片机PWM调速电路实现小功率直流电机的转速调节。

本系统必须符合以下几点要求：（1）在（1000-5500）转/分内对直流电机进行任意调速，最小调速级差为1转/分。

（2）电机能再所设速度下稳定运转，运转速度与设定速度之差小于±20转/分。

（3）电机启动和加减80%额定负载时，其转速能迅速回到设定值，转速超调±5%内。

下面，本文将从硬件和软件两方面按系统功能要求进行设计。

二方案设计2.1单片机部分器件接口电路图1 单片机接口电路本设计采用的是STC的89C52单片机，选用STC的单片机是因为它是宽电压供电，工作电压范围为5.5V--3.4V，比起一般51系列单片机的5.5V--4.5V更能有效的避免电源抖动所带来的问题。

晶振选用石英晶振，频率为20MHz，比起传统的12MHz能更快的处理速度。

在第九脚RST，复位脚为，加了一个复位按键和违法电路，复位原理为：第一次上到是，+5V通过给电容充电，于是此时电容相当于短路，+5V直接加到RST上，单片机自动复位。

过了极短的时间，电容充电完毕，此时电容则相当于开路，于是RST脚被电阻R113拉为低，单片机开始正常工作。

当RESET键按下时，+5V通过按键加到RST脚，单片机复位，RESET键弹起之后，RST脚重新被R113拉为低，单片机开始正常工作。

单片机供电方面，采用的是12V直流通过7805三端稳压器稳压到5V，给单片机和显示部分供电。

2.2 按键输入电路图2 按键输入电路本设计中，按键输入比较简单，就是在按键信号输入I/O口与地线间串接一按键。

在按键没有按下的情况下，I/O口悬空，所以为高；当按键按下后，地线的把I/O口的店铺拉低，单片机便可识别有键按下。

2.3 PWM驱动电路图3 PWM驱动电路首先简单介绍一下PWM工作原理：如图所示，R21为P1.1口的上拉电阻，R20为限流电阻。

当P1.1口为低时，8050基极电压被拉低，此时8050截止，所以9012基极为高，9012截止，电机两端没有电压。

直流电机转速控制系统设计

直流电机转速控制系统设计一、控制系统框架1.检测部分：检测部分主要用于反馈直流电机转速信息。

常用的检测方法有编码器、霍尔元件和反电动势法等。

其中，编码器是一种精度高、稳定性好的转速检测传感器。

它通过感应转子上的编码盘，将转速转换为脉冲信号输出。

2.控制器：控制器是直流电机转速控制系统的核心部分。

它根据检测到的转速信息，与设定的目标转速进行比较，产生控制信号驱动执行器。

常用的控制器有比例控制器、比例积分控制器、比例微分控制器等。

其中，比例控制器通过调节输出信号的幅值来控制转速；比例积分控制器通过累积误差来产生输出信号；比例微分控制器则通过控制误差变化率来调节输出信号。

3.执行部分：执行部分主要用于控制电机的转速。

常用的执行器有功率晶体管、场效应管和三相半导体开关等。

其中，功率晶体管是最常用的直流电机转速控制器，它通过调节电路中的开关状态来改变电机的转速。

二、控制策略1.开环控制：开环控制是最简单的控制策略，它通过设定电机的输入电压或电流来控制转速。

缺点是无法对外部干扰和负载变化进行自动调节。

2.闭环控制：闭环控制通过反馈得到的转速信息来调整输入信号，实现对转速的控制。

闭环控制具有精度高、稳定性好的优点，适用于要求较高的转速控制场合。

三、系统参数调节1.参数估计：参数估计是指通过对电机特性进行建模，得到电机参数的估计值。

常用的方法有试验法和辨识法等。

2.参数调节：参数调节是通过对控制器的参数进行优化，以实现准确的转速控制。

常用的调节方法有PID调节和自适应调节等。

四、应用案例总结：本文详细介绍了直流电机转速控制系统的设计。

从控制系统框架、控制策略、系统参数调节和应用案例等方面进行了讲解。

通过合理的设计和调节，可以实现对直流电机转速的精确控制，满足不同场合的需求。

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。

直流电机控制系统(晶闸管整流

目录目录 (1)1．设计总体思路 (2)2．基本原理框图 (2)3．单元电路设计 (3)3.1主电路器件的计算与选择 (3)3.1.1变压器的选择 (3)3.1.2晶闸管的选型 (3)3.1.3过电压保护原理及计算选择 (3)3.1.4过电流保护 (5)3.1.5电抗器的参数计算与选择 (7)3.2控制电路的介绍 (7)3.2.1引脚排列、各引脚的功能及用法 (7)3.2.2电流转速闭环调节电路 (10)3.2.3.功率放大电路 (10)4．故障分析与改进 (12)5．实验与仿真 (12)6.心得体会 (13)7.附件 (15)8.参考文献 (16)1．设计总体思路直流电机控制系统（晶闸管整流）分为主电路和控制电路，主电路采用三相全控桥整流电路，变流侧交流电采用电网电压，通过变压器起隔离和调节电网电压，使其达到整流所需求的交流电压，为防止电网波动和其他各类短路情况的出现，在交流侧和整流的直流侧增加一系列的过电压和过电流保护。

控制电路采用转速和电流调节电路，在电网电压通过交流互感器感应电流后将电流信号转为电压信号，和转速反馈信号进行调节，再限幅和功放电路，转换成触发电路能用来改变控制角的信号来调节整流输出电压达到调速目的。

该触发晶闸管的触发电路由六脉冲触发电路TC785构成，最终能调节电机的转速，使其达到转速的稳定。

2．基本原理框图3．单元电路设计3.1主电路器件的计算与选择该设计所调节直流电动机的参数：额定电压225V,额定电流158.5A，额定功率30KW3.1.1变压器的选择变压器二次侧相电压U2=Ud/2.34考虑晶闸管的管压降和启动电压留20%的裕量，整流直流侧电压Ud=1.2*225*270V,得U2=128V；变压器二次侧电流I2=0.816*Id=129.3A；变压器的容量s=3U2 I2=3*128*129.3=50KW；变压器的变比U1:U2=220:128=1.73.1.2晶闸管的选型晶闸管的额定电压Un=(2～3)UTm;Un=2*6*U2=2*6*128=627V晶闸管的额定电流I n=（1.5～2）Ivt;Ivt=Id/(3*1.57）=87.5A;In=1.8*87.5=157A;取Un=;In=157A；选择KP157—580晶闸管六只。

直流电机控制系统设计

1直流电机控制系统设计Linux下编程实现ARM系统的pwm输出，从而控制直流电动机。

可以实现直流电动机得调速转动，也可以使其恒速转动。

2采用UP-NETARM2410-S嵌入式实验平台.PC机Pentium 5 00以上，硬盘10G以上，Pc机操作系统REDHAT LINUX 9.0+MINICOM+ARM LIN UX开发环境3 pwm发生器用到的寄存器有1,。

TCFG0定时器配置寄存器02.TCFG1定时器配置寄存器13TCON定时器控制寄存器4TCNTB0&TCMPB0定时器计数缓冲区寄存器和比较缓冲区寄存器5TCNT00定时器观察寄存器4硬件设计（框图，连线图）5软件设计。

程序函数的流程图：dcm_main.c直流电动机调速控制程序#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <string.h>#include <sys/ioctl.h>#define DCM_IOCTRL_SETPWM (0x10) #define DCM_TCNTB0 (16384)static int dcm_fd = -1;char *DCM_DEV="/dev/dcm/0raw";void Delay(int t){int i;for(;t>0;t--)for(i=0;i<400;i++);}/*************************************************** *************/int main(int argc, char **argv){int i = 0;int status = 1;int setpwm = 0;int factor = DCM_TCNTB0/1024;if((dcm_fd=open(DCM_DEV, O_WRONLY))<0){ printf("Error opening %s device\n", DCM_DEV);return 1;}for (;;) {for (i=-512; i<=512; i++) {if(status == 1)setpwm = i;elsesetpwm = -i;ioctl(dcm_fd, DCM_IOCTRL_SETPWM, (setpwm * factor));Delay(500);printf("setpwm = %d \n", setpwm);}status = -status;}close(dcm_fd);return 0;}6 简单地说，BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。

直流电机PWM调速控制系统设计

直流电机PWM调速控制系统设计一、引言直流电机是一种常见的电动机，广泛应用于工业生产中的机械传动系统。

为了实现对直流电机的调速控制，可以采用PWM（脉宽调制）技术。

PWM调速控制系统通过控制脉冲宽度的变化来调整输出信号的平均电压，从而改变电机的转速。

本文将详细介绍直流电机PWM调速控制系统的设计原理、电路设计和控制算法等方面。

二、设计原理1、PWM调制原理PWM调制是一种通过改变脉冲宽度来控制平均电压的技术。

在PWM调速控制系统中，主要是通过改变脉冲的占空比来改变输出信号的平均电压，从而调整电机的转速。

2、直流电机调速原理直流电机的转速与电源电压成正比，转速调节的基本原理是改变电机的供电电压。

在PWM调速控制系统中，通过改变PWM信号的占空比，即每个周期高电平的时间占总周期时间的比例，来改变电机的供电电压，从而控制电机的转速。

三、电路设计1、输入电源电压变换电路为了适应不同的输入电源电压，需要设计输入电源电压变换电路。

该电路的功能是将输入电源电压通过变压器等元件进行变压或变换，使其适应电机的工作电压要求。

2、PWM信号发生电路PWM信号发生电路主要是负责产生PWM信号。

常用的PWM信号发生电路有555定时器电路和单片机控制电路等。

3、驱动电路驱动电路用于控制电机的供电电压。

常见的驱动电路有晶闸管调压电路、MOSFET驱动电路等。

通过改变驱动电路的控制信号，可以改变电机的转速。

四、控制算法在PWM调速控制系统中，需要设计相应的控制算法，来根据系统输入和输出变量进行调速控制。

常见的控制算法有PID控制算法等。

PID控制算法是一种经典的控制算法，通过对系统的误差、误差变化率和误差积分进行综合调节，来控制输出变量。

在PWM调速控制系统中，可以根据电机的转速反馈信号和设定转速信号，计算出误差，并根据PID 控制算法调节PWM信号的占空比，从而实现对电机转速的精确控制。

五、系统实现根据上述设计原理、电路设计和控制算法，可以实现直流电机PWM调速控制系统的设计。

直流电机调速控制系统设计

直流电机调速控制系统设计1.引言直流电机调速控制系统是一种广泛应用于工业生产与生活中的电气控制系统。

通过对直流电机进行调速控制，可以实现对机械设备的精确控制，提高生产效率和能源利用率。

本文将介绍直流电机调速控制系统的设计原理、控制策略以及相关技术。

2.设计原理直流电机调速控制系统的基本原理是通过调整电压或电流来改变电机的转速。

在直流电机中，电压和电流与转速之间存在一定的关系。

通过改变电压或电流的大小，可以实现对电机转速的调节。

为了实现精确的调速控制，通常采用反馈控制的方式，通过测量电机转速，并与设定值进行比较，控制输出电压或电流，以达到期望的转速。

3.控制策略开环控制是指在没有反馈的情况下，直接控制输出电压或电流的大小，来实现对电机转速的调节。

开环控制的优点是简单、成本低，但缺点是无法考虑到外界的扰动和电机的非线性特性，使得控制精度较低。

闭环控制是指在有反馈的情况下，测量电机转速，并与设定值进行比较，控制输出电压或电流。

闭环控制的优点是能够考虑到外界的扰动和电机的非线性特性，提高控制精度。

常用的闭环控制策略有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

其中，PID控制是最为常用的一种控制策略，具有调节速度快、控制精度高的优点。

4.相关技术在直流电机调速控制系统的设计中，还需要用到一些相关的技术，如编码器、传感器和驱动器等。

编码器是一种测量旋转角度和速度的装置，可以用来测量电机的转速。

根据编码器的测量结果，可以对电机进行控制。

传感器可以用来检测电机的电流、电压和转速等参数，以获得电机的实时状态。

通过对这些参数的测量和分析，可以实现对电机转速的控制。

驱动器是将控制信号转换为电机运行的电路，可以根据输入的电压或电流信号控制电机的运行状态。

5.总结直流电机调速控制系统是一种重要的电气控制系统，可以实现对机械设备的精确控制。

在设计过程中，需要合理选择控制策略和相关技术，以实现期望的控制效果。

通过不断的研究和实践，可以进一步提高直流电机调速控制系统的性能和稳定性，满足不同领域的需求。

直流电机速控制系统设计

直流电机速控制系统设计直流电机速控制系统是指通过调整电机输入电压或者电流，以控制电机的转速。

直流电机速控制系统广泛应用于工业生产中，可以实现电机的精确控制和稳定运行。

本文将从系统需求分析、控制策略选择、系统设计以及系统优化等方面对直流电机速控制系统进行详细分析和设计。

一、系统需求分析1.系统功能要求：实现电机的速度控制，在给定运行速度的情况下，保持电机的稳定运行。

2.系统性能要求：实现速度控制的精度高、响应快、稳定性好。

3.系统安全性要求：确保系统工作时稳定可靠，避免出现电机过载或者损坏等问题。

二、控制策略选择在直流电机速度控制系统设计中，常见的控制策略有PID控制策略、模糊控制策略和神经网络控制策略。

1.PID控制策略：PID控制器通过对比目标速度和实际速度，计算出电机的控制输出，具有调节速度的精度高、响应快、稳定性好的特点。

2.模糊控制策略：模糊控制器通过模糊化输入输出变量，并且根据模糊规则进行推理和解模糊处理，从而实现对电机速度的控制。

3.神经网络控制策略：神经网络控制器通过学习和训练神经网络模型，根据输入的实时电机速度信息，输出控制信号，实现精确的电机速度控制。

三、系统设计在直流电机速度控制系统设计中，需要考虑到电源管理、传感器选择、控制器设计等方面的内容。

1.电源管理：选择合适的电源供应电路，根据电机的额定电压和电流，选择适当的电源类型和功率，确保电机的稳定工作。

2.传感器选择：选择合适的速度传感器，可以采用光电编码器、霍尔传感器等，用于实时测量电机的速度信息，并作为反馈信号输入给控制器。

3.控制器设计：设计合适的控制算法和电路结构，根据控制策略选择PID控制器、模糊控制器或者神经网络控制器，并且实现控制输出与电机输入电压或者电流的转换。

四、系统优化1.参数调整：根据实际情况，通过调整PID控制器的参数，可以达到更好的控制效果。

常用的调参方法有试错法、遗传算法等。

2.响应速度提升：通过提高控制器计算速度、减少控制器延时等方法，可以提高系统的响应速度。

基于单片机的直流电机控制系统设计

基于单片机的直流电机控制系统设计一、设计目标设计一个基于单片机的直流电机控制系统，能够实现对直流电机的速度和方向的控制。

二、设计方案1.硬件设计（1）电源电路：通过适配器将交流电转换为直流电以供系统使用。

（2）单片机选择：选择一款适合该应用的单片机，如STC89C52系列。

（3）直流电机驱动电路：使用H桥驱动电路来控制直流电机的速度和方向。

（4）编码器：使用编码器来进行速度反馈，可以根据反馈信号来调整电机的转速。

2.软件设计（1）系统初始化：对单片机进行初始化配置，包括IO口的设置、定时器的配置等。

（2）速度控制算法：设计一个控制算法，根据期望速度和实际速度的差距来调整PWM波的占空比，从而控制电机转速。

（3）方向控制算法：设计一个方向控制算法，通过改变H桥电路的输入信号来改变电机的转向。

（4）编码器反馈处理：读取编码器的信号，计算出实际速度，并与期望速度进行比较。

（5）用户接口设计：可以通过按键或者外部PWM输入调节期望速度和方向，实现用户对电机的控制。

三、系统实现1.硬件实现根据硬件设计方案，按照电路原理图进行电路连接和焊接。

确保电源电路正常工作，单片机可以正常工作，H桥驱动电路可以正常控制电机的转向和速度。

连接编码器并确保能够正常读取速度反馈信号。

2.软件实现（1）编写单片机初始化程序，进行必要的配置。

（2）编写速度控制算法，根据期望速度和实际速度的差距来调整PWM波的占空比。

（3）编写方向控制算法，根据用户输入的方向来改变H桥电路的输入信号。

（4）编写编码器反馈处理程序，读取编码器的信号并计算实际速度。

（5）编写用户接口程序，可以通过按键或者外部PWM输入来调节期望速度和方向。

四、系统测试与优化1.对系统进行功能测试，确保可以通过用户接口控制电机的转向和速度。

2.对编码器反馈进行测试，验证实际速度计算的准确性。

3.对速度和方向控制进行测试，确保系统能够按照期望速度和方向进行控制。

4.如果发现问题，对系统进行优化和修改，改进算法和调整参数。

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。

直流无刷电动机控制系统设计毕业设计精品

天津职业技术师范大学本科生毕业设计直流无刷电动机控制系统设计Brushless dc motor control system design摘要当今社会，电动机的发展十分迅速，无刷直流电机是一种新型电机。

直流无刷电机主要由转子、定子和转子位置检测元件等组成,它具有结构简单、效率高、工作特性优良等特点,而且具有可靠性更高、制造维护更方便、应用范围更广泛、体积更小、控制更容易等优点。

因此对无刷直流电动机及其控制器研究具有很大意义。

本课题主要是根据直流无刷专用控制器MC33035与MC33039相结合，通过融合电路设计速度闭环电路的控制系统。

首先，以直流无刷电动机控制器的研究现状为出发点，对直流无刷电动机的原理及结构进行了总述，详细分析了直流无刷电机的运行特性，推导出了其传递函数，并且创立了直流无刷电动机的数学模型。

讲述了本系统的总体设计方法和思路，建立了系统的总体框架，然后介绍了主电路设计、控制器外围电路设计以及MOSFET驱动电路设计，其中重点讲述了系统各个功能模块的工作原理和作用，以及其硬件设备设计和实现。

在课题的最后阶段对直流无刷电机系统控制效果专门进行了实验数据分析，并且对总体的设计过程做出了总结。

关键词：直流无刷电动机；开闭环电路；双闭环调速；MOSFET驱动ABSTRACTNowadays society，motor has spread all areas of national economy and People's Daily life, and the Brushless DC motor, as a new mechanical and electrical integration, is rapidly matured in recent years. The motor consists of the stator, rotor and rotor position detection devices etc. In the absence of excitation device, it takes advantage of high efficiency, simple structure and excellent features, what’s more, it is smaller, more reliable, easier to control and more convenient to maintain and manufacture, and it has more extensive application scope. All the advantages mentioned above make the brushless motors and their control device of great significance. This design is mainly produced by ON Semiconductor MC33035 and MC33039 design of the closed-loop brushless motor speed controller.First, this paper starts from the current research situation of brushless DC motor controller. The structure of the brushless DC motor and principle are reviewed to establish a mathematical model of brushless DC motor, and a detailed analysis of the operational characteristics of the motor is derived out of its transfer function. This part describes the overall design of this system and establishes the overall framework of the system. Then, the paper introduces the main circuit design, MOSFET driver circuit design and controller peripherals circuit design, including emphatically expounds the functional modules of the system and its working principle and hardware design and realization. Finally, there is a experimental data analysis on the effects of this system control, and a summary of the design process.Key Words：the brushless DC motor；Hall signal detection；double-loop speed regulation；mosfet driver目录1 概述 (1)1.1课题背景与研究意义 (1)1.2无刷直流电动机的发展概况 (1)1.3本文的主要研究内容 (2)2 直流无刷电动机结构特点及基本工作原理 (3)2.1直流无刷电动机的基本结构 (3)2.2无刷直流电动机的运行特性 (5)2.2.1 机械特性 (5)2.2.2 调节特性 (6)2.2.3 工作特性 (7)2.3 无刷直流电动机的应用与研究动向 (8)2.4小结 (9)3 直流无刷电动机控制系统的整体方案设计 (10)3.1系统总体设计方案 (10)3.2主电路的设计 (11)3.3 MOSFET的驱动电路设计 (12)3.3 .1驱动电路分类 (13)3.3.2高端功率MOSFET驱动电路 (14)3.4控制单元设计 (17)3.4.1 MC33035无刷直流电动机控制器集成电路简介 (18)3.4.2电流检测模块设计 (22)3.4.3速度闭环设计 (23)3.4.4误差放大器设计 (24)3.4.5振荡器设计 (24)3.5控制器的开环电路设计 (25)3.6控制器的闭环电路设计 (26)3.7 小结 (27)4 本文总结 (28)参考文献 (29)附录1：系统电路图 (30)附录2：简易速度闭环电路 (31)附录3 (32)致谢 (39)1 概述1.1课题背景与研究意义直流电机具有线性机械特性优秀、起动转矩较大、调速范围宽、控制电路结构简单等优点。

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毕业设计（论文）题目：直流电机控制系统姓名学号专业年级指导教师完成时间任务书系（部) 专业班学生学号一、毕业设计（论文）题目:二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期：09 年11 月日起至10 年1月17 日止三、毕业设计（论文）进行地点：四、任务书的内容：目的:任务：工作日程安排：设计(论文)要求：主要参考文献：学生开始执行任务书日期200 年月日指导教师签名：年月日学生送交毕业设计(论文）日期：200 年月日教研室主任签名:年月日学生签名:年月日目录一、引言--———---————----—————-—-—-————--———---————--——----——---5二、设计方案比较与分析-—————-—-——-——--—--————---——-—-——-61、电机速度控制模块-——-—-—----—-—--—---—-——-—--——————62、电机测速模块———--————--——-—----——--——--—-————----—73、电机速度显示模块-——---————-——-—-———-—-—---——————-8三、系统设计与分析--—-—-—--————--——--——————--—---—————-91 、系统的硬件电路设计与分析-—--——---------—-——92 、系统的软件设计--—--——--—--—-—---———-—--——-——-—-14四、测试结果与分析——————--—----—-—---—--——----——---———16五、结论---—-———--——--————--————--——-------—————---—-——--———16参考文献-————————----——-——-—-————--——---—-——---—--———-——-—-—-17附录 1 、系统硬件电路原理图-----——--——--—-——--—----————---—18附录2 、系统程序——-—-—--———--——--—————-—--——-—--—-———--—---———19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。

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