直流电动机转速控制--开题报告
直流电动机转速自动控制系统实验报告
设计报告正文第一章直流电动机转速自动控制系统的组成原理1.1 广义对象的组成原理1.1.1 被控对象直流电动机工作原理和被控制量1、被控对象：电动机被控量：电动机的转速2、直流电动机的原理：基于电磁感应定律，即：运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电势；或者说匝线链线圈的磁通发生变化，在线全中产生感应电势。
N极下到导体中的电流流出纸面，用Θ表示。
S极下到导体中的电流流出纸面，用⊗表示载流导体在磁场中受到电磁力的作用。
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，那么导体受到的磁力的值为F=BLI 式中，F的单位为牛顿（N）；B的单位为韦伯/米2（Wb/m2）;L的单位为米（m）；I的单位为安（A）；力F的方向用左手定则来确定。
1.1.2 功率放大器的组成原理功放的作用是通过对控制信号的功率放大以产生足够的功率来驱动执行机构。
功率放大器的工作原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率将电源转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波，即流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数。
应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原来的β倍的大信号，这种现象成了功率放大。
而场效应管则是栅极变化一毫伏，原极电流变化一安，就成称跨导为1，功率放大器就是利用这些作用来实现小信号来控制大信号，从而使多级放大器实现了大功率输出，并非真的将功率放大了。
1.1.3 测速元件工作原理因此电刷两端的感应电势与电机的转速成正比，即电势值能表征转速的大小，因此直流测速发电机可以把转速信号转换成电视信号，从而用来测速。
测速装置由电机，光栅盘，等组成。
1.2广义对象数学模型的建立1.2.1广义对象时间响应特性的测试1.2.1.1测试实验原理图G(s)=)()(s s N 输出量 G （s ）=Φ(s)-1Φ(s)Φ(s)=）输入量（s )(s N （可以消除干扰）输入——> ------------G(s) 输入G(s)n1.2.1.2测试过程与方法时域法：通过测量对应特定输入信号的系统输出响应，来确定系统的 传递函数。
基于51单片机的PWM直流电机调速系统的开题报告
基于51单片机的PWM直流电机调速系统的开题报告一、选题背景无人机、智能小车、智能家居等智能设备的出现给我们的生活带来了很多便利，这些设备中大多数都是由直流电机驱动，而直流电机的速度控制非常关键。
基于此，本次毕业设计选题基于51单片机实现PWM控制直流电机转速。
通过选题研究，可以学习到单片机控制电机的基本原理、PWM技术的应用、电机控制电路的搭建、硬件电路的设计等方面的知识。
二、选题意义本次设计选题的实现可以为直流电机的调速提供有效的解决方案。
同时，通过研究不同类型的电机控制方法，可以有效提高电机控制的精度和灵活性，丰富我们的电子知识储备。
三、研究内容通过研究，本次设计的具体内容包括以下几个方面：1. 了解直流电机的基本工作原理及其特性。
2. 介绍51单片机的基本原理，编写程序控制单片机输出PWM信号。
3. 建立电机控制电路，使用PWM信号控制直流电机转速。
4. 通过实验对电机的控制效果进行验证，分析控制效果与不同参数的关系，优化控制方法。
四、研究方法本次设计选题的研究方法主要包括理论分析和实验验证两个部分。
1. 理论分析：通过学习相关理论知识，了解控制电路的原理、调速器的设计方法等。
2. 实验验证：建立实验平台进行实验验证，通过实验数据分析调试电路、程序。
五、预期目标通过本次毕业设计的研究，预期达到以下目标：1. 掌握51单片机的编程基本知识。
2. 了解 PWM 技术的原理，掌握 PWM 频率、占空比的调节方法。
3. 了解直流电机的基本工作原理及其特性，建立电机控制电路进行控制。
4. 能够根据实验数据分析控制效果与不同参数的关系，优化控制方法并提高控制效果。
六、论文结构本次毕业设计选题所涉及的论文结构如下：第一章：绪论1.1 研究背景及选题意义1.2 研究目的和意义1.3 研究现状和发展趋势1.4 研究内容和方法第二章：理论分析2.1 直流电机的基本原理2.2 51单片机的基本原理2.3 PWM技术的基本原理2.4 电机控制电路设计第三章：系统设计3.1 硬件设计3.2 调速器设计3.3 程序设计第四章：系统实现与测试4.1 数据采集与实验测试4.2 实验结果分析4.3 结果优化与改进第五章：总结与展望5.1 工作总结5.2 未来研究方向参考文献。
直流电机转速控制实验报告
直流电机转速控制实验报告自动控制原理实验实验报告直流电机转速控制设计一、实验目的1、了解直流电机转速测量与控制的基本原理。
2、掌握LabVIEW图形化编程方法，编写直流电机转速控制系统程序。
3、熟悉PID参数对系统性能的影响，通过PID参数调整掌握PID控制原理。
二、实验设备与器件计算机、NI ELVIS II多功能虚拟仪器综合实验平台、LabVIEW软件、万用表、12V直流电机、光电管，电阻、导线。
三、实验原理直流电机转速测量与控制系统的基本原理是：通过调节直流电机的输入电压大小调节电机转速；利用光电管将电机转速转换为一定周期的光电脉冲、采样脉冲信号，获取脉冲周期。
将脉冲的周期变换为脉冲频率，再将脉冲频率换算为电机转速；比较电机的测量转速与设定转速，将转速偏差信号送入PID控制器，由PID 控制器输出控制电压，通可变电源输出作为直流电机的输入电压，实现电机转速的控制。
四、实验过程（1）在实验板上搭建出电机转速光电检测电路将光电管、直流电机安装在实验板上的合适位置，使得直流电机的圆片恰好在光电管之中，用导线将光电管与相应阻值的电阻相连，并将电路与相应的接口相连，连接好的电路图如下。
（2）编写程序，实现PID控制SP为期望转速输出，是用户通过转盘输入期望的转速；PV为实际测量得到的电机转速，通过光电开关测量马达转速可以得到；MV为PID输出控制电压，将其接到“模拟DBL”模块，实现控制电源产生所需的直流电机控制电压。
通过不断地检测马达转速与期望值对比产生偏差，通过PID控制器产生控制信号，实现对直流电机转速的控制。
编写的程序如下图所示五、调试过程及结果PID参数调整如下时，系统出现了振荡现象，导致了系统的不稳定。
于是将参数kc调小，调整后的参数如下：系统出现了一定程度的超调，不满足实际的应用。
继续将Ti参数调大，并加入移位寄存器，对转速测量值取滑动平均，得到较为理想的系统输出。
-全文完-。
开题报告 关于直流电动机
毕业设计/论文开题报告课题名称基于PROTEUS的直流电机调速系统仿真设计类别毕业设计系别机电与自动化学院专业班电气工程及其自动化0706班姓名加珣评分指导教师吴雯华中科技大学武昌分校华中科技大学武昌分校学生毕业设计开题报告学生姓名加珣学号20071131259专业班级电气0706系别机电与自动化学院指导教师吴雯职称工程师课题名称基于PROTEUS的直流电机调速系统仿真设计1课题设计的目的和意义1.1课题设计的目的Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
直流电机虽不需要其它的设备来帮助调速，但自身的结构复杂，制造成本高；在大功率可控晶闸管大批量使用之前，直流电动机用于大多的调速场合。
直流调速系统具有较大的起动转矩和良好的起、制动性能以及易于在宽范围内实现平滑调速，至今都是自动调制系统的主要形式。
电机的控制部分已经由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制。
采用微处理器控制，使整个调速系统的数字化程度，智能化程度有很大改观；采用微处理器控制，使调速系统在结构上简单化，可靠性提高，操作维护变得简捷，电机稳态运行时转速精度等方面达到较高水平。
简单的微处理器控制电机，只需利用微处理器控制继电器、电子开关元器件，使电路开通或关断就可实现对电机的控制。
对于复杂的微处理器控制电机,则要利用微处理器控制电机的电压、电流、转矩、转速、转角等，使电机按给定的指令准确工作。
1.2课题设计的意义直流调速系统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、自动控制技术和微机应用技术的最新发展成就。
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机控制方法能够得到实现。
随着单片机的发展，数字化直流PWM调速系统在工业上得到了广泛的应用，控制方法也日益成熟。
直流电动机转速控制系统设计开题报告
1．本课题的研究内容、重点及难点 研究内容
直流电动机因其良好的起动性能和调速性能而得到广泛的应用。 直流电动机在社会 的应用很广泛，常应用于对起动和调速有较高要求的场合，例如在工矿、交通、医疗、 工业自动化等等行业。 利用单片机控制直流电动机转速往往可以提高系统的可靠性，抗 干扰能力，维修方便，能耗低，性价比高等特点。 直流电动机转速控制系统主要应用常应用于对起动和调速有较高要求的场合， 其良 好的起动性能、 调速性能和制动性能而在高铁、 工业、 航空航天等领域得到了广泛应用。 因此研究直流电动机转速控制的原理有着很大的现实意义。 本课题的研究内容是基于单 片机控制直流电动机转速控制系统要求采用闭环反馈控制。直流电动机初始速度为零， 并且通过液晶屏显示速度。本课题的研究内容主要有以下几个方面： （1） 研究直流电动机的工作原理； （2） 研究直流电动机的测速原理； （3） 研究直流电动机的闭环反馈控制； （4） 研究如何利用单片机系统设定转速、转速数据采集，反馈处理数据； （5） 研究直流电动机的闭环反馈控制减少转速稳态误差； （6） 研究直流电动机转速控制系统的硬件。
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系统组成如图 2 所示：
LED 显示 驱动 电路 键盘
直流 电机
光电 编码器
AT89S52
A/D 转换
电位给定
电流检测 图2 系统组成
（3）软件设计 主程序软件流程图如图 3 所示，主要完成实时性要求不高的功能，完成系统初始化 以后，实现键盘处理、刷新显示等功能。 主程序软件流程图如图 3 所示：
研究重点及难点
重点： （1） 直流电动机转速控制系统的硬件设计，使基本硬件电路能满足初始速度为零， 额定负载时，单位阶跃响应超调量<5%，转速稳态误差<±5%； （2）选择合适的测速元件，更能精准的测出直流电动机的转速； （3）正确设计转速的程序,其偏差按某种控制算法进行计算，所得数字量输出信号 经 D／A 转换接口直接驱动执行装置，对控制对象进行调节，使其保持在设定值上。 难点： （1）利用数字 PID 技术实现对直流电动机的闭环控制； （2）如何合理单片机程序，使之能精确测量出直流电动机的转速； （3）如何减少额定负载时的转速稳态误差。
直流电机控制系统开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目：直流电机控制系统专业：电子信息工程班级：０８级学生：辛国鹏指导教师：***西安理工大学高科学院２０１２年一、毕业设计（论文）课题来源、类型本课题来源为社会实践，属于科研软件\硬件。
二、选题的目的及意义选题的目的：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，更提高了直流调速系统的精度及可靠性，直流调速系统仍将处于十分重要地位。
选题的意义：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稳定运行，在各种干扰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适应能力差。
直流电机的数学模型很容易得到，这使得经典控制理论在己知被控对象的传递函数才能进行设计的前提得到满足，大部分数字直流调速控制器就是建立在此基础上的。
然而，在实际的传动系统中，电机本身的参数和拖动负载的参数并不如模型那样一成不变，尤其对于中小型电机，在某些应用场合随工况而变化;同时，直流电机本身是一个非线性的被控对象，许多拖动负载含有弹性或间隙等非线性因素，因此，被控对象的参数变化与非线性特性，使得线性常参数PID 调节器顾此失彼，不能使系统在各种工况下都能保持设计时的性能指标，往往使得控制系统的鲁棒性差，特别是对于模型参数大范围变化且具有较强非线性环节的系统，常规PID调节器难以满足高精度、快响应的控制要求，常常不能有效克服负载、模型参数的大范围变化以及非线性因素的影响。
在工程上，这种控制器就很有可能满足不了生产的需求，如:轧钢工业同轴控制系统、回转窑传动装置、轧辊磨床拖板电控系统等都需要在生产过程中保持稳定的转速要求，而生产负载参数却是随着工况变化的。
直流电动机转速控制系统设计开题报告
现有设备和实验条件
个人计算机、51 单片机开发板、示波器、直流稳压电源、数字万用表，开放实验室
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3．实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料 实施方案
本课题有三个主要问题需要解决，分别是系统整体设计、系统转速稳态误差、系统 程序和系统实物设计制作。 其中， 系统整体设计可以通过查阅相关资料和借鉴工业成品 来解决； 系统转速稳态误差主要通过所学知识和查阅相关资料吸取总结已有经验，减少 转速控制系统误差； 软件程序的设计和实物的制作与调试可以根据所学知识进行，对于 该过程中所遇到的问题可以通过查阅相关资料，和同学讨论，询问指导老师，到实验室 进行试验等手段解决。 具体如下： （1）系统设计 基于 PWM 和 PID 的直流电动机转速控制系统的原理框图如图 1 所示。 系统以单片 机为基础，根据 PWM 调速的基本原理，通过改变直流电动机电枢电压的占空比来改变 平均电压的大小，从而控制电动机的转速，实现对直流的平滑调速。系统可以通过单片 机键盘或者电位器来控制给定速度的大小。
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主要参考文献
[1] 顾绳谷 .电机及拖动基础[M].北京：机械工业出版社，2010 [2] 王益全 .电动机原理与实用技术[M].北京：科学出版社，2005 [3] 宋庆环 .直流电动机调速系统中的应用[J].选煤技术，2008（04） ：57-58 [4] 胡寿送 .自动控制原理[M].北京：科学出版社，2013 [5] 陈毅，陈伯时 .电力拖动自动控制系统：运动控制系统[M].北京：机械工业出版社，2009 [6]王连英.模拟电子技术[M].北京：高等教育出版社，2008. [7] 牛洁，周静 .基于霍尔传感器的直流电机转速测量系统设计[J]. 电子测试，2008， （05） ：74-78 [9] 刘小兵，刘任庆 .电单片机在直流电机转速控制系统中的应用[J]. 电气开关，2008， （04） ：54 [9] 张涛，张晓宇，王辉俊 .基于 PWM 和 PID 的直流电机控制系统设计与制作[J]. 实验室研究与探 索，2014， （33） ：134-138 [10] Neyram H,Ming C,Leu plete model characterization of brushless DC motors[J].IEEE Transactions on Industry Application,1993,28(1):172-180
直流电机控制算法的研究与实现的开题报告
直流电机控制算法的研究与实现的开题报告一、选题背景和意义直流电机是一种常见的电动机种类，广泛应用于机械、工业、汽车、船舶、航空等领域。
随着现代控制技术的迅猛发展，直流电机的控制器件性能越来越精密、复杂，因此，如何设计一套有效、实用的直流电机控制算法技术已经成为研究的热点之一。
本研究拟通过系统地研究直流电机的控制原理、控制方法与控制器件性能等关键技术，设计并实现一套实用型的直流电机控制算法，为进一步推动直流电机技术的发展与应用提供科学依据和技术支撑，起到积极推动的作用。
二、研究内容1. 系统综述直流电机的基本原理、操作特性及其应用领域；2. 深入探讨直流电机控制算法的理论与实践问题；3. 研究常见的直流电机控制算法(Armature Control, Field Control, Chopper Control, PWM Control等)的工作原理、特点和适用范围，比较不同算法的优缺点；4. 基于所选控制算法的特点，设计相应的电路结构和数据处理算法，将其应用到实际的直流电机控制中；5. 针对实际应用中出现的问题，分析原因，提出优化方案。
三、研究方法1.理论方法：通过学习、总结和分析学术文献和经典著作，理解直流电机控制的基本原理、方法和技术；2.实验方法：根据设计思路，建立实验平台，对所选的算法进行实践验证，不断优化算法设计；3. 数据处理方法：采用MATLAB,python等软件、工具进行数据处理、实验数据分析与算法实现。
四、研究计划与进度安排主要任务计划进度实际进度文献综述 1周已完成直流电机基本原理及操作特性综述 2周已完成直流电机控制算法综述与分析 2周已完成设计算法方案及实验平台搭建 3周已完成算法实践验证、结果分析和提出方案 7周进行中论文撰写和形成 3周留出时间安排五、预期研究成果1. 深入了解并掌握直流电机控制算法的基本理论和概念；2. 设计实用型的直流电机控制算法，并通过实验验证其稳定性、性能以及应用价值；3. 比较常用直流电机控制算法的优缺点，提出本文实现的直流电机控制算法的优化方案；4. 最终完成一篇具有高水平的学术论文，为直流电机控制算法研究提供一定的参考和借鉴意义。
直流电机调速系统毕业论文开题报告
直流电机调速系统毕业论⽂开题报告
直流电机调速系统毕业论⽂开题报告
⼀、本课题研究现状：
1）在现代⼯业中，电动机作为电能转换的传动装置被⼴泛应⽤于机械、冶⾦、⽯油化学、国防等⼯业部门中，对电动机的速度要求越来越⾼，如何控制电动机的速度，是关系着许多⾏业的⽣产和发展。
随着对⽣产⼯艺、产品质量的要求不断提⾼和产量的增长，越来越多的⽣产机械要求能实现⾃动调速。
长期以来，⾃动调速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，⾼效率，优异的动态特性，现在仍是⼤多数调速控制电动机的最优选择。
以前电动机⼤多使⽤由模拟电路组成的控制柜进⾏控制，现在单⽚机已经开始取代模拟电路作为电机控制器。
当前电机控制器的发展⽅向越来越趋于多样化和复杂化，现有的专⽤集成电路未必能满⾜苛刻的新产品开发要求，为此可考虑开发电机的新型单⽚机控制器，因此研究直流电机的速度控制，有着⾮常重要的意义。
2）综述国外电机调速的研究动态和⾃⼰的见解
直流电机问世已有⼀百四⼗多年的历史。
在设计和制造技术上有很⼤进步, 新材料、新技术的应⽤以及整流电源的普及, 促进了⼀般⼯业⽤直流电机的不断扩⼤,品种的⽇益繁多。
，直流调速系统仍将处于⼗分重要地位。
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。
小功率直流电动机数字控制系统的开发的开题报告
小功率直流电动机数字控制系统的开发的开题报告一、研究背景随着工业自动化的不断发展，数字控制技术在机械制造、电子制造等各个领域得到广泛应用。
特别是在电机控制的领域，数字控制系统能够实现高效、精确和稳定的控制，因此在工业控制中得到了广泛的应用。
在小功率直流电机的控制方面，数字控制系统也有着广泛的应用前景。
二、问题描述小功率直流电机的控制系统在实际应用中需要满足以下要求：1. 能够实现精确的电机速度控制。
2. 能够对电机的转向进行控制。
3. 能够实现电机启停控制。
4. 控制系统的成本不能过高。
因此，设计一个能够满足以上要求、并且成本适中的数字控制系统成为了一个重要的课题。
三、研究目的为了实现小功率直流电机数字控制系统的设计，本研究主要目的包括：1. 研究数字控制技术及其在小功率直流电机控制中的应用。
2. 设计小功率直流电机数字控制系统，并包括硬件电路的设计和软件程序的编写。
3. 对数字控制系统进行性能测试和稳定性测试，以验证其控制效果和稳定性。
四、研究内容1. 数字控制技术的研究：介绍数字控制技术的基本原理及其在小功率直流电机控制中的应用。
2. 控制系统的硬件设计：设计小功率直流电机控制系统的硬件电路，包括电机驱动电路、电源电路、传感器接口电路等。
3. 控制系统的软件编写：编写小功率直流电机控制系统的软件程序，包括数据采集与处理、PID算法实现、电机控制等。
4. 性能测试和稳定性测试：对设计好的数字控制系统进行性能测试和稳定性测试，以验证其控制效果和稳定性。
五、研究意义1. 小功率直流电机数字控制系统的研发可以为各领域的小功率直流电机应用提供更高效、更精确和更稳定的控制解决方案。
2. 研究数字控制技术的应用也对数字控制相关领域的技术人员有着一定启示意义。
3. 通过开展数字控制技术的研究，提高了本团队的技术水平和研发能力。
六、论文结构本论文主要包括以下几个部分：第一章：引言。
本章介绍了研究背景、问题描述以及研究目的。
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。
直流电机的特性和调速分析【开题报告】
毕业设计开题报告电气工程与自动化直流电机的特性和调速分析一、选题的背景与意义直流电机以其优良的动性能和调速性能，在对起动及调速性能要求较高的生产机械领域有着它不可替代的作用，它实现了直流电能和机械能互相转换。
直流电机是指把直流电能转化机械能的电机成为直流电机。
直流电机主要被用于调速要求较高的生产机械上。
具有调速范围广易于平滑调速，启动、制动和过载转矩大可靠性高的优点。
常规的直流电机就是有刷的直流电机，简称直流电机，是指直流电机的电枢供电电源是直流电，而在电枢绕组中流过的电流却是交流的。
它是利用换向器和电刷将直流电源的电流引入电枢绕组，并实现换向。
直流电机是最早出现的电动机，在所有的执行电动机中，直流电机的工作特性最好，与其他各类电动机相比，直流电机的体积小、效率高、功率大、启动转矩大、过载能力强、动态特性好、容易控制、灵活方便，因此广泛应用在要求较高的调速控制系统中。
Matlab是一种科学计算软件，其是MatrixLaboratory(矩阵实验室)的缩写。
这是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。
早期的Matlab主要用于解决科学和工程的复杂数学计算问题。
由于它使用方便、输入便捷、运算高效、适应科技人员的思维方式，并且有绘图功能，有用户自行扩展的空间，因此特别受到用户的欢迎，使它成为在科技界广为使用的软件，也是国内外高校教学和科学研究的常用软件。
在工业生产现场，对直流电机的运动和稳定性能的要求比较高，通过Matlab仿真软件，可以建立直流电机调速控制系统的模型，便于观察和研究直流电机控制系统在不同的给定参数运行状态下的特性曲线，并且可以通过修改仿真模型中的直流电机的各个模块的数学参数表达式，以达到优化直流电机控制系统性能的目的。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：直流电机研究的基本内容:利用Matlab仿真软件，建立直流电机控制系统的仿真模型，对直流电机的静态特性，启动特性以及调速系统进行分析和仿真，验证数学模型的有效性及控制系统的合理性；同时改变系统的结构、加入不同的扰动和参数变化，以便考察系统在不同结构和不同工况下的动态和静态特性。
基于DSP的直流电机调速系统控制器设计的研究的开题报告
基于DSP的直流电机调速系统控制器设计的研究的开题报告一、选题背景随着工业自动化的不断发展以及节能降耗的需求逐渐增加，直流电机调速系统控制器成为了工业控制领域的重要研究课题之一。
目前，常见的直流电机调速系统控制器存在着调速范围狭窄、控制效果不稳定等问题，严重影响了直流电机系统的稳定运行和应用。
二、研究目的本课题旨在研究基于DSP的直流电机调速系统控制器设计，以提高电机的调速范围和控制效果，实现电机稳定运行和节能降耗的目的。
三、研究内容和方法（一）研究内容：1. 分析直流电机调速系统的基本原理和性能特点。
2. 研究基于DSP的直流电机调速系统控制器设计原理和方法。
3. 设计直流电机调速系统控制器的硬件电路和软件控制程序，并进行仿真和测试。
（二）研究方法：1. 通过文献资料调研、实地调查等方式，深入了解直流电机调速系统的基本原理和性能特点。
2. 采用MATLAB/Simulink软件进行直流电机调速系统模拟和仿真。
3. 通过CCS软件编写控制程序，搭建基于DSP的直流电机调速系统控制器。
4. 在硬件平台上进行实验，测试直流电机调速系统控制器的效果和性能。
四、预期成果本课题预计可以实现以下成果：1. 设计出基于DSP的直流电机调速系统控制器。
2. 实现电机调速范围的拓宽和控制效果的稳定。
3. 实现直流电机系统的稳定运行和节能降耗。
五、研究意义1. 丰富了直流电机调速系统控制器的研究内容和方法，提高了直流电机系统的调速精度和运行稳定性。
2. 为节能降耗和工业自动化提供了技术支持和实践指导。
直流电机调速系统设计开题报告
直流电机调速系统设计开题报告1. 背景直流电机调速系统广泛应用于工业生产和家用电器领域，用于控制转速和转矩。
在工业自动化生产线中，直流电机调速系统能够有效控制生产过程中的加工、输送和分拣等环节，提高生产效率和质量。
而在家用电器中，直流电机调速系统可以用于风扇、洗衣机、电动车等设备，实现电机转速的调节，提供更好的使用体验。
直流电机调速系统的设计需要考虑电机的性能要求、电路设计、控制算法和系统可靠性等方面的问题。
本开题报告将以直流电机调速系统的设计为基础，分析相关参数的选择、电路设计和控制策略的优化，为后续的系统设计提供指导和建议。
2. 分析2.1 直流电机的特点直流电机是一种将直流电能转化为机械能的装置，具有以下特点：•转速范围广：直流电机可以在较宽的转速范围内工作，通常转速可以由几十转/分钟到几千转/分钟变化。
•转矩可调：通过改变电机的励磁电流或电源电压，可以实现电机转矩的调节。
•响应快速：直流电机具有较快的响应速度，能够快速适应负载变化。
2.2 直流电机调速系统的参数选择在设计直流电机调速系统时，需要选择合适的参数以满足系统的性能要求。
以下是一些常见的参数选择和考虑的因素：•电机参数：包括额定电压、额定功率、额定转速等。
根据实际需求选择合适的电机参数。
•传感器选择：选择合适的速度、转矩传感器以获得准确的反馈信号，用于控制系统。
•控制算法选择：根据实际需求选择合适的控制算法，常见的有PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
•电路设计：设计适当的电路用于控制电机的电流和电压，以实现期望的调速效果。
•保护系统设计：设计过流、过载和过热保护系统，保证电机的安全运行。
2.3 直流电机调速系统的控制策略优化直流电机调速系统的控制策略可以通过优化控制算法和参数来提高系统的性能。
•PID控制算法优化：调整PID控制器的比例、积分和微分参数，使得系统响应更加平稳、快速，并减小超调量和稳定误差。
•软件调速算法：通过改变调速策略、动态响应和控制算法的实现方式，将调速算法的性能最大化。
直流电机调速系统设计开题报告
毕业设计(论文)开题报告题目：直流电机调速系统设计学院：电气信息学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：文亮学号: 200701010809 指导老师：谢卫才2011年4月20日开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。
3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。
4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计（论文）说明书》等资料装入文件袋中。
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。
文献综述一、引言长期以来，由于直流电机具有良好的线性调速特性，较高的效率，优异的动态特性，广泛应用在调速控制中。
直流电机速度控制容易、启动制动性能良好,且在宽范围内平滑调速等特点而在冶金、机械制造、轻工等工业部门中得到广泛应用。
直流电动机转速的控制方法可分为两类，即励磁控制法与电枢电压控制法。
励磁控制法控制磁通，其控制功率虽然小，但低速时受到磁饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制；而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差，所以常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法，调节电阻R 即可改变端电压,达到调速目的，但这种传统的调压调速方法效率低。
近年来，直流电动机的结构和控制方式都发生了很大的变化。
直流电机调速系统设计开题报告
直流电机调速系统设计开题报告一、研究背景直流电机是一种常见的电动机，其具有结构简单、运行可靠、调速范围广等优点，在工业生产中得到了广泛应用。
然而，直流电机的转速通常是恒定的，不能满足不同工艺要求对转速的变化控制。
因此，需要设计一种直流电机调速系统来实现对直流电机转速的精确控制。
二、研究目的本次研究旨在设计一种基于单片机和功率模块的直流电机调速系统，实现对直流电机转速的精确控制。
具体目标包括：1. 理解直流电机调速原理和方法；2. 熟悉单片机和功率模块的基本原理；3. 设计并实现一个可靠稳定、精度高、操作简便的直流电机调速系统。
三、研究内容1. 直流电机调速原理和方法(1) 直接调压法(2) 串联型调压法(3) 并联型调压法(4) PWM 调制法2. 单片机和功率模块基本原理(1) 单片机基本原理(2) 功率模块基本原理3. 直流电机调速系统设计(1) 系统框图设计(2) 控制程序设计(3) 电路板设计(4) 调试与测试四、研究方法1. 理论分析法：对直流电机调速原理和方法进行理论分析，确定适用于本次研究的调速方法。
2. 实验研究法：根据理论分析结果，选取合适的单片机和功率模块，进行系统框图设计、控制程序编写、电路板设计等实验研究工作，并进行调试与测试。
五、预期成果本次研究预期获得以下成果：1. 掌握直流电机调速原理和方法；2. 熟悉单片机和功率模块的基本原理；3. 设计并实现一个可靠稳定、精度高、操作简便的直流电机调速系统；4. 获得相关技术文献资料并撰写相关学术论文。
六、研究计划1. 第一周：查阅相关文献，了解直流电机调速原理和方法，并确定适用于本次研究的调速方法。
2. 第二周：选取合适的单片机和功率模块，进行系统框图设计、控制程序编写。
3. 第三周：进行电路板设计，并进行调试与测试。
4. 第四周：撰写相关学术论文，总结研究成果。
七、研究难点1. 如何选择合适的单片机和功率模块；2. 如何进行系统框图设计和控制程序编写；3. 如何进行电路板设计和调试测试。
直流电机转速模糊控制系统设计的开题报告
直流电机转速模糊控制系统设计的开题报告一、研究背景直流电机广泛应用于各个领域，如机械制造、自动化控制、能源控制等。
在这些领域中，直流电机的速度控制是至关重要的，因为直流电机的运行速度对于设备的稳定性和效率具有重要影响。
目前，直流电机的速度控制方法主要包括基于PID控制器的闭环控制和基于模糊控制器的开环控制。
闭环控制系统需要反馈设备的实时速度信息来调节电机的输入电流，以实现所需的速度。
然而，闭环控制器需要额外的传感器来测量实时速度，增加了成本和复杂性。
相反，开环控制系统使用输入电压和电机模型的解析式，然后使用模糊控制器来产生控制信号以调节输入电压的大小。
开环控制系统可以降低成本，但往往需要手动调整控制参数，以确保性能。
因此，开发一种基于模糊控制技术的直流电机控制系统，能够在不需要额外传感器的情况下精确控制直流电机的速度，将具有重大的理论和实用价值。
二、研究目的本研究的目的是设计和实现一种基于模糊控制技术的直流电机速度控制系统，旨在提高直流电机的控制精度和稳定性。
具体来说，主要包括以下几个方面：1.建立直流电机数学模型，通过分析电机特性曲线，得到电机的速度、转矩和输出电流之间的关系。
2.设计基于模糊逻辑的控制算法，以更好地满足直流电机不同操作状态下的控制需求。
3.构建实验平台，并通过实验验证控制系统的性能和可靠性。
三、研究内容和方法1.建立直流电机数学模型建立直流电机的数学模型是本研究的重要基础。
首先需要建立电机的等效电路模型，并通过分析电机特性曲线，确定电机的速度、转矩和输出电流之间的关系。
然后，利用控制理论和传统的直流电机控制方法，得到直流电机的控制方程。
2.设计基于模糊逻辑的控制算法为了更好地满足直流电机不同操作状态下的控制需求，本研究将采用模糊控制技术，设计基于模糊逻辑的控制算法。
首先，建立模糊控制器的模糊规则库，并确定模糊变量和模糊隶属度函数。
然后，基于模糊推理和模糊逻辑运算，得到控制器的控制输出。
直流电机PWM调速控制系统的开题报告
[9]Mengda Li;Xiaobin Liu and Na Lin EE Dept.Dual-PWM Four-Quadrant Control System of Induction Motor Based on DSP[C].Proceedings of 2010 International Conference on Management Science and Engineering (MSE 2010) (Volume 1). 2010-10-17
[2] 王苏.直流电机PWM调速研究及单片机控制实现[J].机电工程技术,2008,(11).
[3]方力.基于单片机的直流电动机控制系统设计[J].机械制造与自动化,2011,(06)
[4] 郑宪伟,赵玉林,成广大.基于AVR单片机的直流电机的PWM闭环调速系统的设计[J].煤矿机械，2008,（01）.
毕业论文开题报告
题目：基于单片机的直流电机PWM调速控制系统
学院：信息与工程学院
专业：生物医学工程
年级：
姓名:
指导教师：
职称：
1.本选题的理由及意义
现在电气传动的主要方向之一是电机调速系统采用微处理器实现数字化控制，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，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，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现代科技的要求，并且随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。为此，研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。
PWM控制直流电动机转速报告
PWM控制直流电动机转速报告PWM（Pulse Width Modulation）是一种调制技术，通过改变脉冲信号的占空比，实现对直流电动机转速的精确控制。
本报告旨在介绍PWM控制直流电动机转速的原理、应用和优势。
1.引言直流电动机是目前应用最广泛的一种电机类型，广泛应用于工业生产、交通工具、家用电器等领域。
而PWM技术则是一种调制技术，可以将直流电源转换为可调的脉冲信号，用于精确控制直流电动机的转速。
2.PWM控制原理具体而言，PWM控制系统由脉冲宽度调制器（PWM Generator）、电流反馈控制模块和功率驱动模块组成。
PWM Generator会根据控制信号生成脉冲信号，其占空比决定了输出信号的平均电压值。
电流反馈控制模块监测电动机的电流，根据设定的转速目标和实际电流值，产生控制信号并发送给PWM Generator。
功率驱动模块则将PWM信号转换为合适的电压和电流输出给电动机，实现转速控制。
3.PWM控制应用PWM控制直流电动机转速广泛应用于各个领域。
在工业生产中，PWM控制可用于机械装置的转速调节，提高生产效率和工作精度；在交通工具中，PWM控制可用于电动汽车、无人机等的马达控制，提高车辆性能和续航能力；在家用电器中，PWM控制可用于风扇、空调等设备的风速调节，提供更舒适的使用体验。
4.PWM控制优势相比传统的电位调节或开关调节方式，PWM控制直流电动机转速具有以下几个优势：4.1精确控制：PWM控制可以通过改变占空比来精确控制直流电动机的转速，使得电机转速能够满足不同的需求。
4.2高效能利用：PWM控制可以根据需要调整脉冲信号的占空比，从而在不同负载条件下实现电机的高效能利用。
4.3体积小巧：PWM控制器通常体积小巧、集成度高，适合应用于电子设备中，不会占用过多的空间。
4.4节能降耗：PWM控制系统通过控制电机的平均电压和电流，实现能量的精确控制，从而达到节能降耗的目的。
5.结论。
无刷直流电机控制系统的设计与实现的开题报告
无刷直流电机控制系统的设计与实现的开题报告一、选题背景和意义随着现代工业的发展，各种机械设备也越来越多地使用无刷直流电机，其主要优点是具有高效率、高可靠性、低噪声、高速度和快速响应等特点。
因此，开发和设计一种有效的无刷直流电机控制系统对现代化工业的发展具有重要意义。
二、选题的目的和任务本文的目的是设计一种无刷直流电机控制系统，通过对无刷直流电机进行调速和控制，在实际的工业生产中提高设备的运行效率，降低能耗，提高生产效率。
要完成这样的目标，需要完成以下任务：1. 确定无刷直流电机控制的基本原理，包括电机的控制方式和工作原理。
2. 确定控制系统的硬件结构，包括采用的芯片、传感器和控制模块等。
3. 设计控制系统的软件程序，包括程序的编写和算法的设计。
4. 对控制系统的实现进行模拟，并对其进行仿真，分析其性能和可行性。
5. 对系统进行验证和应用测试，通过实际应用情况进行系统优化和调整。
三、选题内容和研究方法本文的主要内容包括：1. 无刷直流电机控制的基本原理研究，包括电机的工作原理、调速原理和控制模式等。
2. 控制系统的硬件结构设计，包括选择合适的芯片、传感器和控制模块以及进行硬件电路的布局和连接。
3. 控制系统的软件设计，包括程序的编写和算法的设计，如PID等常见控制算法的应用。
4. 对控制系统的实现进行模拟，并对其进行仿真，分析控制系统的性能和可行性。
5. 对系统进行验证和应用测试，通过实际应用情况进行系统的优化和调整。
本文的研究方法主要包括理论研究、仿真模拟和实验验证等方法，通过这些方法综合分析无刷直流电机控制系统的性能和可行性，为未来的控制系统设计提供参考。
四、预期结果和意义预期的结果是设计和实现一种高效、可靠、稳定的无刷直流电机控制系统，通过对系统的实验验证和应用测试，得到高效节能，可靠性好的系统，并为今后无刷直流电机控制领域的发展提供了更多的研究思路和方向。
五、研究难点和解决方案本文研究的难点主要包括：1. 无刷直流电机的控制方式和控制原理不同于传统的电机控制，需要深入研究其控制原理和控制方式。
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（1）收集直流伺服电动机调速系统的相关资料；
（2）对所收集的资料进行分析总结，完成直流伺服电动机调速系统的硬件系统的总体方案设计。
5.指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）
指导教师：
年月日
6.教研室审查意见：
教研室主任：
年月日
（6）显示器：采用了共阴极的数码管；
2.2.2信号流程分析
（1）检测电机的转速，并显示出来。
（2）单片机通过定时器每隔一定的时间对中断进行一次刷新，所记的数即电机的转速，经过滤波处理后送数码管显示。
（3）控制电路是一个键盘，送入CPU后，经软件处理，产生相应的功能。键盘设计一个加速键、一个减速键，当按下加速键后，经软件处理，使电机速度增加，反之减速。
1.2研究意义
长期以来，直流调速拖动系统具有交流伺服电机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点，并且性能指标优于交流调速系统，所以直流调速系统一直在调速系统领域内占重要位置。在工程实践中，有许多生产机械要求一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的稳态、动态性能。直流调速系统的主要优点在于调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能。在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。而直流伺服电机分为有刷直流伺服电机和无刷直流伺服电机，有刷直流伺服电机调速范围宽、具有良好的稳定性，低速时速度的平稳性；具有调速特性硬，能承受频繁的启动、制动和正反转，成本低。对一些普通工业和民用场合他们对成本比较敏感，因此设计能方便进行无级调速且有着良好调速特性、成本低的直流电机调速系统有很重要的意义。
２．本课题的主要内容和拟采用的研究方法或措施
2.1课题主要内容
1）直流伺服电动机调速系统总体方案设计，要求给出电路框图；
2）自动模式软件分系统设计，通过改变A/D输入端可变电阻来改变，D/A输入检测量大小，进而改变直流电动机的转速，给出流程框图；
3）手动模式软件分系统设计，在键盘上设置两个按键——①直流电动机加速键；②直流电动机减速键。在手动状态下，每按一次键，电动机的转速均按照约定的速率改变。给出流程框图。
（3）光电采集反馈系统：以光电对管为核心，主要完成对电机端转速的采样，送单片机处理，确保输出信号在运行期间变化缓慢或保持恒定；
（4）人机接口电路:实现人机对话的功能，它包括键盘输入电路，可以输入控制指令，4位的LED显示器将最终经单片机处理的信号显示，记录下来，以供参考或调用；
（5）键盘：采用点触按键，按键附近有滤波电篇，不少于8000字；
3.2完成直流电机调速系统的系统框图、电气原理图；
3.3完成直流电机调速控制系统的软件系统流程图并提供原件明细表。
4．本课题的重点及难点，前期已开展工作。
重点：直流伺服电动机调速系统的设计。
难点：控制电路、驱动电路设计以及控制软件的编写。
1．毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况
1.1题目背景
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，随着对生产工艺、
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。对可调速的电气传动系统，可分为直流调速和交流调速。由于直流电动机具有优良的调速性能，具有较大的启动转矩和良好的起、制动性能以及在大范围内实现平滑无级调速，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，因此，能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求，所以在要求高的起、制动转矩，快速响应和宽速度调节范围的电气传动中，如轧钢，矿山采掘，海洋钻探，金属加工，纺织等场合，仍广泛采用直流电动机作为执行电机的直流调速系统。
1.3国内外相关研究
我国现在大部分数字化控制直流调速装置依靠进口,直流调速系统的发展过程是一个从简单到复杂、从开环到闭环的不断丰富完善的过程。最早的直流调速系统是通过改变直流电动机电枢回路中的电阻来实现调速。虽然这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。随着单片机技术的日新月异,使许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,不但为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,而且使系统能达到了更高的性能,从而大大节约了人力资源,降低了系统成本,有效地提高了工作效率。目前，国内许多大专院校、科研单位和厂家也都在开发全数字直流调速装置。
2.2研究方法
本文初步设计的直流电动机转速监测系统的结构框图如下：
总体设计原理
2.2.1硬件模块介绍
（1）单片机系统电路：单片机MCS-51及其晶振，复位电路等；主要完成对外设备的信号输出、反馈信号的处理、按键信号的处理等；
（2）电机控制电路：以L298为核心，单片机输出信号通过L298转换后将其送给电机，主要通过软件编程驱动相应的执行器来实现；L298为H桥驱动芯片，可以为负载提供双向的电流。适合驱动2相或4相的步进电机，也可以驱动2台普通的有刷直流电动机，驱动电流为2A。