无刷直流电机控制系统的Proteus仿真
基于PROTEUS仿真的直流电机控制的设计与实现开题报告
在电气时代的今天，电动机一直在现代化生产和生活中起着十分的重要的作用。无论是在农业生产、教育、交通运输、国防、医疗卫生、上网与办公设备，还是在日常的生活中的家用电器，都大量地使用着各种各样的电动机。对电动机的控制可分为简单控制和复杂控制两种，简单控制是只对电动机进行启动、制动、正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器、可编程控制器和开关元件来实现。复杂控制是只对电动机的转角、转矩，电压、电流等物理量进行控制，而且有时往往需要非常精确的控制。以前对电动机的简单控制的应用很多，但是，随着现代步伐的迈进，人们对电子自动化的要求越来越高，使电动机的复杂控制逐渐成为主流。
湖南工业大学科技学院
毕业设计（论文）开题报告
（2011届）
教学部：
机电信息教学部
专业：
电子信息工程
学生姓名：
唐海雄
班级：
0701
学号0712140135
指导教师姓名：
刘剑
职称教授
2011年1月7日
题目：基于PROTEUS仿真的直流电机控制的设计与实现
1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。
随着数字化技术发展，数字控制技术得到了广泛而深入的应用。单片机以其小巧灵活，成本低，功能强大、可靠性高、易于产品化等优点，广泛地应用在生活、生产的各个领域。微电子学的迅速发展和微型计算机的普及与应用，为直流电动机的应用开辟了广阔前景，使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现，既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性，可靠性及多功能性。
基于Proteus仿真的直流电机控制
前言 (1)正文 (1)2.1 设计目的和意义 (1)2.1.1 设计目的 (1)2.1.2 设计意义 (1)2.2 设计方法 (1)2.3设计内容 (2)2.3.1 89C51单片机介绍 (2)2.3.2内容概要 (3)2.4电路分析 (3)2.4.1程序流程图 (3)2.4.2元件清单 (4)2.4.3程序电路图 (5)2.4.4程序运行结果 (5)2.4.5 Proteus调试与仿真 (5)结论 (6)总结 (7)参考文献 (8)直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。
早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂．功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。
随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。
采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。
正文2.1 设计目的和意义2.1.1 设计目的作为理工科的学生应该在学习与动手实践中提高自己的专业技能知识，通过课程设计使我进一步熟悉了单片机的内部结构和工作原理，掌握了单片机应用系统设计的基本方法和步骤；通过利用AT89C52单片机，理解单片机在自动化装置中的作用以及掌握单片机的编程调试方法；通过设计一个简单的实际应用输入控制及显示系统，掌握protues和Wave以及各种仿真软件的使用。
现在的学习都是为以后的发展而做铺垫，通过课程设计提高自己的动手能力。
2.1.2 设计意义加深理解直流电机在单片机上的运用，增进对电路仿真的兴趣。
2.2 设计方法定义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。
基于Proteus和AVR单片机的无刷直流电机控制系统仿真
基于Proteus和AVR单片机的无刷直流电机控制系统仿真孙晓旭;王劲松;安志勇【摘要】文中设计的无刷直流电机控制系统选择ATmega128单片机作为主控芯片，使用了EDA工具软件Proteus设计了无刷直流电机的控制系统，并进行了仿真实验。
在仿真实验中利用Proteus软件的仿真功能，进行了电机转速控制的实验，控制系统的可行性以及转速控制效果得到了验证。
实验过程中能直观地看到实验结果，所设计的系统满足了无刷直流电机转速控制的要求，电机运行稳定，在硬件电路和软件设计都有一定的辅助作用。
%This paper designed a BLDCM simulation control system, which chose ATmega128 single-chip microcomputer as its main control chip, with the EDA tools software Proteus and AVR Studio software platform. Using Proteus finished the simulation experiment, tested the feasibility and the controlling result of control system. Experimental results show that the control system can meet the design requirements of controlling the BLDCM's revolving speed. The system's function is stable and reliable and it can assist the design of hardware circuit.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(000)019【总页数】4页(P174-176,180)【关键词】Proteus;AVR单片机;无刷直流电机;仿真;控制系统【作者】孙晓旭;王劲松;安志勇【作者单位】长春理工大学光电工程学院，吉林长春 130022;长春理工大学光电工程学院，吉林长春 130022;长春理工大学光电工程学院，吉林长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TN710永磁无刷直流电动机不使用电刷和换向器组成的机械换向机构而是使用电子的直流电动机。
基于Proteus的无刷直流电机控制系统设计
17作者简介：高珮文(1996— )，女，硕士研究生，研究方向为电力系统自动化。
高文，李乾坤，刘圣荇，王皓，吴旭鑫(西安工程大学 电子信息学院，陕西 西安 710089)摘 要：基于STM32F103C6芯片控制的双闭环控制系统的整体电路图，设计出了无刷直流电动机驱动电路、逆变电路、速度检测电路和电流检测电路；利用PID 算法，通过双闭环调速，能够使得无刷直流电机平稳运行，并在转速发生变化时，快速达到准确值。
通过对双闭环检测算法的优化，使得调速更加精确。
利用Proteus 软件对整体系统进行了仿真验证，实验结果表明，系统结构设计合理，硬件设计方案可行，控制算法正确。
关键词：无刷直流电机控制；Proteus 仿真；双闭环控制；数字式PID 调速中图分类号：TM36+1 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2021)05-0017-05 Abstract: Based on the overall circuit diagram of double closed-loop control system controlled by the STM32F103C6 chip, this paper makes designs of drive circuit, inverter circuit, speed detection circuit and current detection circuit of the brushless DC motor. The brushless DC motor can run smoothly and quickly reach an accurate value when the speed changes through applying PID algorithm and the double closed-loop speed regulation. In addition, the double closed-loop detection algorithm can be optimized to make the speed regulation more ac-curate. The whole system has been simulated in the Proteus, and the experimental results show that the system structure design is reasonable, the hardware design scheme is feasible, and the control algorithm is correct.Key words: brushless DC motor control; Proteus simulation; double closed-loop control; digital PID speed regulationGAO Pei-wen, LI Qian-kun, LIU Sheng-xing, WANG Hao, WU Xu-xin（School of Electronics and Information, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710089, China ）Design of Brushless DC Motor Control System Based on Proteus基于Proteus的无刷直流电机控制系统设计0 引言随着工业的不断发展，电机的控制也涌现出越来越多的方式，而伴随着微处理器与电力电子技术的诞生与发展，用微处理器控制电机也成为一项值得研究的技术；随着我国工业化生产发展，对于电机的要求也越来越高[1]，而无刷直流电机作为一种结构简单、调速性能好、启动转矩大、寿命长、噪音小的电机有了非常广泛的应用[2]；伴随着电力电子技术、计算机技术和传感器技术的迅速发展，无刷直流电机的控制也有了突破性的发展[3]，目前我国对永磁无刷直流电机的应用起步较晚，在民用方面仍然存在一些缺陷[4]。
无刷直流电机控制系统的仿真
ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｍｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 、 直 流 电源模 块 （ Ｄ Ｃ） 以及 转 矩 给定 。
在 图 ２中 的 逆 变 器 中 上 下 桥 臂 的 ＭＯＳ 管 分 别 为 Ｑ１ 、 Ｑ ３ 、 Ｑ５ 、
Ｑ２ 、 Ｑ４ 、 Ｑ ６ 。无 刷直 流 电机控 制 系 统 仿 真 图 中位 置 信号 处 理 模块
无 刷 直 流 电 机 控 制 系 统 的 仿 真
无刷直流电机控制系统的仿真
Ｓｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｂ ｒ ｕ ｓ ｈ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ Ｃｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
的换 相信 号 ， Ｐ Ｉ — Ｉ ｎ ｐ ｕ ｔ 为经 过 转 速 Ｐ ｌ 调 节器 计 算 后 的 占空 比值 。 ２ ． １ 位 置 信 号 处 理 要 让 直流 无 刷 电 机 转动 起 来 ， 首先 控 制 部 分 就 必 须 根据 转 子 在 不 同位 置 下 的霍 尔 信 号 ， 按 照 一定 的顺 序 轮 流 导 通逆 变器 中 的 ＭＯＳ管 ， 使 电流 依 序 流 经 电 机线 圈产 生 顺 向（ 或逆 向） 旋转磁场 ， 并 与 转 子 的磁 铁 相 互 作 用 ， 如 此 就 能 够 使 电机 顺 时 （ 逆时 ） 转动 。
ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｄｉ ｆｅｒ ｅｎ ｔ ｓ ｉ ｇｎ ａｌ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏｔ ｏｒ ｐｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｓ Ｏ ａｓ ｔ ｏ ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏｌ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐｅ ｅ ｄ ｏｆ ｔ ｈ ｅ ｂ ｒ ｕ ｓ ｈｌ ｅｓ ｓ ＤＣ ｍ ｏ ｔ ｏｒ ａ ｎ ｄ ｇ ｅ ｔ ｂｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｐｅ ｒ ｆ ｏｒ —
基于LPC2124的直流电机调速系统Proteus仿真
基于LPC2124的直流电机调速系统Proteus仿真1直流电机、减速器及传感器选型设计要求驱动轮式机器人，两轮的直径相同为0.1m，驱动电机选用直流电机，为了满足加速度需求，每个电机配备了减速装置，且两轮为独立驱动。
小车运行过程中自带电池，电池的供电电压为+24VDC，为满足机器人比赛需要，经需求分析可得该机器人运动控制系统的最大速度为：5.0m/s，最大加速度为：20m/，控制方案采用闭环控制方案。
通过计算可知，在没有减速器的情况下，电机应达到955r/min才能实现最大转速5.0m/s，启动时间应该小于0.25s才能达到最大加速度20m/的要求。
所以，可以选择额定电压24V，空载转速2500r/min的直流电机，采用调速比2.5的减速器，加速度要求通过软件实现。
系统要求采用闭环控制方案，本设计采用转速单闭环控制，选用旋转编码器作为测速传感器。
旋转编码器不仅精度高，而且安全稳定、维护方便，在Proteus 库里有配套旋转编码器的直流电机，方便仿真。
理论上旋转编码器的光栅数越大，测速越精确，但是光栅数的增大会增加制作难度和成本，本设计只是用于轮式机器人的测速，采用光栅数1024的旋转编码器足以，同时可以采用四倍频电路提高转速分辨率。
在基于Proteus仿真的直流电机调速系统中，由于各种限制，设计并不能达到系统的具体要求，但是可以作为一个可供参考的调速模型。
2直流电机调速系统硬件设计2.1硬件系统结构图直流电机转速单闭环调速系统硬件结构图如图1 所示图1 直流电机转速单闭环调速系统硬件结构图2.2 LPC2124简介LPC2124是基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU的微控制器，并带有256KB嵌入的高速Flash存储器。
128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行，且可使用16位Thumb 模式。
LPC2124支持多种通信接口，包括UART，和SPI等串行接口以及PWM输出接口，外围接口部分设计极为方便、灵活。
基于.proteus仿真的pwm电机调速
直流电机调速资料汇总一．使用单片机来控制直流电机的变速.一般采用调节电枢电压的方式.通过单片机控制PWM1.PWM2,产生可变的脉冲.这样电机上的电压也为宽度可变的脉冲电压。
C语言代码：#include<AT89X52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit K5=P1^4;sbit K6=P1^5;sbit PWM1=P1^0;sbit PWM2=P1^1;sbit FMQ=P3^6;uchar ZKB1,ZKB2;void delaynms(uint aa){uchar bb;while(aa--){for(bb=0;bb<115;bb++) //1ms基准延时程序{;}}}void delay500us(void){int j;for(j=0;j<57;j++){;}}void beep(void){uchar t;for(t=0;t<100;t++){delay500us();FMQ=!FMQ; //产生脉冲}FMQ=1; //关闭蜂鸣器delaynms(300);}void main(void){TR0=0; //关闭定时器0TMOD=0x01; //定时器0.工作方式1TH0=(65526-100)/256;TL0=(65526-100)%256; //100us即0.01ms中断一次 EA=1; //开总中断ET0=1; //开定时器0中断TR0=1; //启动定时器T0ZKB1=50; //占空比初值设定ZKB2=50; //占空比初值设定while(1){if(!K5){delaynms(15); //消抖if(!K5) //确定按键按下{beep();ZKB1++; //增加ZKB1ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2就减少}}if(!K6){delaynms(15); //消抖if(!K6) //确定按键按下{beep();ZKB1--; //减少ZKB1ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2增加}}if(ZKB1>99)ZKB1=1;if(ZKB1<1)ZKB1=99;}}void time0(void) interrupt 1{static uchar N=0;TH0=(65526-100)/256;TL0=(65526-100)%256;N++;if(N>100)N=0;if(N<=ZKB1)PWM1=0;elsePWM1=1;if(N<=ZKB2)PWM2=0;elsePWM2=1;}//显现：电机转速到最高后.也就是N为1或99时.再按一下.就变到99或1. //电机反方向旋转以最高速度二、内容及要求：1、设计一个直流电机调速系统.并用单片机实现连接开关和数码显示并将其值输入直流电机调速系统。
基于Proteus的直流无刷电机控制仿真
江苏科技大学本科毕业设计（论文）学院机电与汽车工程专业机械电子工程学生姓名李佳男班级学号 1045523218指导教师张鹏二零一四年五月江苏科技大学本科毕业论文基于Proteus的直流无刷电机控制仿真Simulation of brushless dc motor control based on the Proteus中文摘要直流无刷电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。
目前为止，虽然在传动应用领域当中占据主导的地位是各种交流电动机以及直流电动机，但是直流无刷电动机正在迅猛发展,日益受到人们广泛的关注。
BLDC电机具有直流电机方便调速的优点，但它没有机械换向的种种问题，同时扩大了调速的范围。
此外还有很多有优点,比如噪音比较低，效率高以及转矩波动较小，具有重要的研究意义。
本文在学习Proteus仿真软件的基础上，利用dsPIC33FJ12MC202单片机进行了直流无刷电机的控制研究,实现了仿真的硬件电路及单片机程序的仿真。
通过MPLAB软件对代码进行编写和调试，并且结合Proteus软件的硬件仿真。
最终得到实验结果。
以此为基础，通过程序实现了开环控制、PID控制、门限值控制等不同方案的设计；通过进行这些比较,得出开环控制难以获得较好的控制效果，而PID控制与门限值控制相比PID控制的灵活性及控制精度更高。
关键词：直流无刷电机；单片机；Proteus；仿真AbstractBrushless DC motor is based on the development of the brush DC motor . So far, although the transmission occupy the dominant position of application fields are various ac motor and dc motor, brushless dc motor is growing rapidly, however, is becoming more and more attention by people. BLDC motor has the advantages of convenient dc motor speed control motors, but it has no problems of mechanical commutation, at the same time expanding the scope of speed control. There are a lot of advantages , such as low noise, high efficiency and torque ripple is lesser, have important research significance. In this paper, based on the study of Proteus simulation software, using dsPIC33FJ12MC202 single-chip microcomputer for the study of brushless dc motor control . Realize the simulation of the hardware circuit and program. Through MPLAB software to write and debug code, and the combination of Proteus software hardware simulation .Finally the experimental results are obtained. On this basis, through the application implements open loop control and PID control, threshold control, different schemes of design; Through the comparison, it is concluded that open loop control is difficult to achieve good control effect, and compared with the threshold control PID control, PID control more flexibility and higher control precision.Keywords: Brushless DC moto r;single-chip microcomputer; Proteus; simulation目录第一章绪论 (1)1.1选题的目的和意义 (2)1.2国内直流无刷电机控制研究现状 (3)1.3本文主要研究内容 (3)第二章直流无刷电机的结构和工作原理 (4)2.1直流无刷电机的结构 (5)2.2直流无刷电机工作原理 (7)2.3直流无刷电机电机特性 (7)2.3.1 机械特性 (7)2.3.2 调速特性 (8)第三章硬件电路设计 (9)3.1 Proteus软件介绍 (9)3.2Proteus软件特点 (9)3.3 直流无刷电机的Proteus仿真模型 (10)3.4 Proteus中硬件电路搭建过程 (15)3.5 Proteus代码写入方法 (16)3.6 PCB布线过程 (16)3.6.1加载网络表及元件封装 (16)3.6.2规划电路板并布局 (17)3.6.3布线并调整 (18)3.6.4输出及制作PCB (21)第四章软件设计 (22)4.1 MPLAB软件介绍 (22)4.2单片机概述 (25)4.3直流无刷电机的控制策略 (26)4.3.1 控制策略选取考量 (27)4.3.2 PID控制策略简介 (27)4.4子程序设计及代码的通读与解释 (27)4.4.1初始化子程序 (27)4.4.2转子位置检测子程序 (29)4.4.3 PWM脉宽调制子程序 (30)4.4.4 ADC中断服务子程序 (32)4.4.5 PID算法子程序 (35)4.4.6延时服务子程序 (37)4.5主函数代码的通读与解释 (38)4.6开环控制与闭环控制的设计 (39)4.7门限控制代码的设计与解释 (40)第五章调试过程与结果分析 (41)5.1 MPLAB/PROTEUS调试过程及结果分析 (41)5.2 PID参数整定过程及结果分析 (42)5.3开环控制与闭环控制结果分析 (44)5.4 PID控制与门限值控制与结果分析 (46)第六章全文总结 (47)6.1论文总结 (48)6.2论文中存在的不足之处及改进方法 (48)致谢 (49)参考文献 (50)附录A系统原理总图及分图 (51)附录B开环控制源代码 (58)附录C闭环控制源代码 (69)第一章绪论1.1选题的目的和意义大家都知道，有刷直流电机驱动采用机械换向器的方法，方法非常的简单。
基于Labview和proteus的直流电机控制系统的设计与仿真
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.13.001基于Labview和proteus的直流电机控制系统的设计与仿真①彭昌权（广东省粤东高级技工学校 广东汕头 515000）摘 要：本文主要简述了利用单片机作为控制核心的直流电机的调速原理，其控制核心为AT89C51单片机，从而实现直流电机的速度调整。
简述了系统的整体框架，详细介绍了系统的主要功能模块的设计思想以及方案实现的大体思路。
采用Labview和Proteus两款软件设计一个直流电机控制系统，用AT89C51单片机作为系统的核心控制。
它的电机的远程控制则采用串口通讯技术来实现电机。
在系统中采用LCD1602显示器作为显示部件，显示当前转速，电机速度与运行方式通过按键调整。
利用Proteus设计直流电机仿真调速系统的设计方法，更加便捷实用地实现了对电机的直接控制。
关键词：单片机 Labview Proteus 直流电机 控制系统中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)05(a)-0001-02在当前时代科技快速发展的背景下，以往的直流电机因为它的控制系统和驱动电路较为复杂、成本很高，完成后修改难度非常高，可变性较差很难适应当前时代的要求，因为此些缺点以往的直流电机正慢慢地被电路简单可靠，灵活方便，成本低廉，通用性强的基于单片机控制的直流电动机所取代。
本设计就采用当前流行的单片机来对直流电机进行控制，从而使直流电机定位精度更高，具有更强的可靠性和运动性能等。
在利用上位机对直流电机进行监控，更加直观地观察直流电机的运行情况。
1 系统硬件组成部分本文采用51单片机的软件和硬件结合进行控制运用串口通讯技术实现电机的远程控制操作。
上位机是PC机运行监控软件LABVIEW,对直流电机的运行状态进行显示，对下位机Proteus进行参数设置和命令传递，从而完成对直流电机的控制。
AT 89C 51单片机收集直流电机的运行信息，通过Configure Virtual Serial Port Driver串口软件传输到上位机Labview软件比较直流电机的实际速度跟给定速度和PID 的计算。
直流电机PID转速闭环调速控制系统Proteus仿真实现
基于uC/COS的直流电机PID转速闭环调速控制系统Proteus仿真实现在工业自动控制系统和各种智能产品中常常会用用电动机进行驱动、传动和控制，而现代智能控制系统中，对电机的控制要求越来越精确和迅速，对环境的适应要求越来越高。
随着科技的发展，通过对电机的改造，出现了一些针对各种应用要求的电机，如伺服电机、步进电机、开关磁阻电机等非传统电机。
但是在一些对位置控制要求不高的电机控制系统如传动控制系统中，传统电机如直流电机乃有很大的优势，而要对其进行精确而又迅速的控制，就需要复杂的控制系统。
随着微电子和计算机的发展，数字控制系统应用越来越广泛，数字控制系统有控制精确，硬件实现简单，受环境影响小，功能复杂，系统修改简单，有很好的人机交换界面等特点。
在电机控制系统开发中，常常需要消耗各种硬件资源，系统构建时间长，而在调试时很难对硬件系统进行修改，从而延长开发周期。
随着计算机仿真技术的出现和发展，可用计算机对电机控制系统进行仿真，从而减小系统开发开支和周期。
计算机仿真可分为整体仿真和实时仿真。
整体仿真是对系统各个时间段对各个对象进行计算和分析，从而对各个对象的变化情况有直观的整体的了解，即能对系统进行精确的预测，如Matlab就是一个典型的实时仿真软件。
实时仿真是对时间点的动态仿真，即随着时间的推移它能动态仿真出当时系统的状态。
Proteus是一个实时仿真软件，用来仿真各种嵌入式系统。
它能对各种微控制器进行仿真，本系统即用Proteus对直流电机控制系统进行仿真。
在系统软件开发中开发中可用操作系统，也可不用操作系统。
如用操作系统，程序可实现模块化，并能对系统资源进行统筹管理，最主要的是可实现多任务运行。
如果需要多任务并行运行，并且需要一定的时间间隔，某些任务对时间的要求不高时，如不用操作系统则要占用定时器资源，并且对栈空间和硬件资源很难进行管理，所以在这种情况下需要操作系统。
本系统用操作系统uC/COS.uC/COS是一个完整的、可移植、可固化、可剪裁的占先式实时多任务内核.uC/COS 已经有很多产品成功使用的案例且得到美国军方的认证，说明了该系统的可靠性。
无刷直流电机控制系统的仿真与分析
无刷直流电机控制系统的仿真与分析一、本文概述随着科技的不断进步和电机技术的快速发展，无刷直流电机（Brushless Direct Current, BLDC）因其高效、低噪音、长寿命等优点，已广泛应用于电动汽车、无人机、家用电器等众多领域。
然而，无刷直流电机的控制系统设计复杂，涉及电子技术、控制理论、电机学等多个学科领域，因此，对其进行深入研究和仿真分析具有重要意义。
本文旨在探讨无刷直流电机控制系统的基本原理、仿真方法以及性能分析。
将简要介绍无刷直流电机的基本结构和控制原理，包括其电机本体、电子换向器、功率电子电路等关键部分。
将详细介绍无刷直流电机控制系统的仿真建模过程，包括电机模型的建立、控制算法的设计以及仿真环境的搭建。
通过对仿真结果的分析，评估无刷直流电机控制系统的性能，包括动态响应、稳态精度、效率等指标，并提出优化建议。
本文的研究不仅有助于深入理解无刷直流电机控制系统的运行机制和性能特点，还可为实际工程应用提供理论支持和指导。
通过仿真分析，可以预测和优化无刷直流电机控制系统的性能，提高系统的稳定性和可靠性，推动无刷直流电机在更多领域的应用和发展。
二、无刷直流电机控制系统基本原理无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDCM）是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。
其控制系统主要由电机本体、电子换向器（也称为功率电子电路或逆变器）以及控制器三部分组成。
无刷直流电机控制系统的基本原理，就在于如何准确地控制逆变器的开关状态，从而改变电机内部的电流流向，实现电机的连续旋转。
控制器根据电机的运行状态和用户的输入指令，生成适当的控制信号。
这些控制信号是PWM（脉宽调制）信号，用于控制逆变器的开关状态。
逆变器一般由六个功率开关管（如MOSFET或IGBT）组成，分为三组，每组两个开关管串联，然后三组并联在直流电源上。
每组开关管分别对应电机的一个相（A、B、C），通过控制每组开关管的通断，可以改变电机每相的电流大小和方向。
直流电动机驱动及控制的PROTEUS的仿真
2008 年 10 月
北华航天工业学院学报
第 18 卷
6、 11 引脚为输入使能端 , 当过流时给这两个引 脚一个 TTL 底电平 , 则 A 、 B 桥的管子截止不工作。 2、 3 脚和 13、 14 分别接负载的两端 , 5、 7 脚和 10、 12 相配合能控制电动机的转向和转速。 3 系统的 PROTEUS 仿真 PROTEUS 是从概念产品到设计完成的完 整电 子设 计工 具。它 组合 了高 级原 理布图、 混 合模 式 SPICE 仿真 , PCB 设计以及自动 布线来实现一 个完 整的电子设计系统。用户可以对基于微控制器的设 计连同周围的所有的电子器件一起仿真, 用户甚至 可以实时采用 LED LCD、 键盘、 RS232 终端等动态外 设模型来对设计进行交互仿真。并能够用电压表电 流表进行电路中电流电压的测量 , 也能用示波器观 察各部分的波形。Proteus 与其它单片机仿真软件不 同的是 , 它不仅能仿真单片机 CPU 的工作情况 , 也 能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电 路的工作情况。因此在仿真和程序调试时, 关心的 不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容 的改变 , 而是从工程的角度直接看程序运行和电路 工作的过程和结果。对于这样的仿真实验, 从某种 意义上讲, 是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾 和现象。运行 proteus 的 ISIS 程序后, 进入该仿真软 件的主界面。在工作前 , 要设置 view 菜单下的捕捉 对齐和 system 下的颜色、 图形界面大小等项目 , 这里 我们采用的是默认方式。 选中菜单栏中的库菜单, 从库 选择元件进入。 在 pick devices 窗口中选择电路所需的元件。 放置已选的元件, 单击鼠标左键将放置选定 的元6 系统的部分电路
基于Proteus的无刷电机系统仿真研究
基于Proteus的无刷电机系统仿真研究作者：王伟石欢欢刘海强时洋洋来源：《电子技术与软件工程》2017年第16期摘要本文介绍了无刷直流电机（Brushless DC Motor，BLDCM）的工作原理，分析了其换相逻辑，对电机系统在Proteus环境下进行了建模和调试，在此基础上对电机开环系统的工作性能进行了仿真和分析，并着重设计和实现了基于Arduino单片机的转速闭环系统。
通过仿真结果，验证了该电机具有良好性能，控制系统设计合理，具有可行性。
【关键词】无刷直流电机 Proteus PID算法目前，工业上常用的电力拖动系统包括同步电动机、异步电动机、有刷直流电动机、无刷直流电动机等，其中交流机占主导地位，特别是异步电动机。
但在有些领域上，异步电动机暴露了其自身功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差等缺点。
因此在调速性能要求较高的大型设备如乳钢机，都采用有刷直流电动机拖动，但其存在着直流换向问题，结构复杂且不方便维护维修。
近年来无刷直流电动机及其控制技术发展迅猛，有效地解决了有刷直流电机的主要缺陷。
无刷直流电动机取消了普通直流电电机的滑环、碳刷结构，绕组多采用三相星形接法，转子为永磁体，并具有检测转子位置的霍尔传感器。
电机具有直流电动机的所有优点，并具有体积小、重量轻、出力大、结构简单、响应快、启动转矩大、转矩恒定等诸多优点。
因此，BLDCM以其卓越性能，在越来越多的拖动和伺服控制场合替代现有的直流调速电机、变频电机、以及异步电机等，成为性价比最高的选择。
Proteus是英国Labbcenter公司开发的电路分析与仿真软件，可以分析各种模拟器件和集成电路，具有模拟电路、数字电路仿真、单片机及外围电路仿真功能。
1 BLDCM工作原理无刷直流电动机作为一种典型机电一体化产品，由电机本体、逆变电路、控制器、及位置传感器组成的电动机系统。
控制器通过对位置传感器检测出的转子磁极位置信号进行逻辑整合后可以得到逆变电路各功率开关管相应的触发信号，从而使电源功率按逻辑分配给各相定子绕组，电机产生顺向电磁转矩。
基于Proteus的直流电机控制系统的设计【毕业作品】
任务书设计题目：基于Proteus的直流电机控制系统的设计1．设计的主要任务及目标本设计是利用Proteus软件与直流电动机，通过合理的设备选型、参数设置和程序设计，完成对直流电动机的正反转控制及直流电机的调速控制，实现控制功能，达到本次设计的目的。
首先应参阅各类相关资料，完成电动机控制回路原理图，然后进行硬件设计及程序编制与调试。
2．设计的基本要求和内容（1）查阅关于直流电机控制的文献资料，并撰写开题报告；（2）熟悉Proteus的开发环境、并完成整体方案的设计；（3）完成直流电机控制回路的硬件、软件设计；（4）编写设计说明书3．主要参考文献[1] 代启化.基于Proteus的电路设计与仿真[J]. 现代电子技术,2006,29(19):84-86[2] 张俊凡.基于直流电机变频调速系统的设计与实现[D]. 学位授予单位:华中科技大学学位名称：硕士学位年度:2009[3] 刘春华,王向周,南顺成,徐冬平.基于PWM控制器的低压直流电机控制系统设计及其应用[C]. 会议名称:第3届制造业自动化与信息化学术交流会日期:20044．进度安排基于Proteus的直流电机控制系统的设计摘要：直流电机作为最常见的一种电机，具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的启动性以及简单的控制电路等优点，在社会的各个领域中都得到了十分广泛的应用。
本文设计了以单片机AT89C51和L298驱动芯片控制直流电机脉宽调制（PWM）调速系统。
主要介绍了直流电机控制系统的基本方案，阐述了该系统的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。
本系统采用霍尔元器件测量电动机的转速，用单片机软件实现PWM调整电机转速，给出了程序流程图、程序。
硬件电路实现了对电机的预置初值、正反转、急停、加速、减速的控制，以及转速在四位LED上的显示。
关键词：单片机AT89C51，脉宽调制，直流电机Design of the control system of dc motor based on ProteusAbstract：The direct current machine takes the most common one kind of electrical machinery, has the very outstanding linear physical characteristics, the wide governor deflection, the good starting as well as merits and so on simple control circuit, therefore obtained the very widespread application in society’s each domain.This article designs the MCU AT89C51 and L298 drive chip control dc motor pulse width modulation (PWM) control system. Mainly introduces the control system of dc motor, this paper expounds the basic scheme of the system is the basic structure, working principle,operation characteristics and design method. This system USES hall components measured the speed of the motor used in the simulation software , MCU software realization PWM motor speed adjustment, the program flow chart, keilc Proteus procedures. The hardware circuit of the motor, positive &negative initial preset, stop, accelerate, control, and the speed of the slowdown in four led.Key words:Single Chip Microcontroller, AT89C51, Pulse Width Modulation, DC Motor目录1 绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究意义 (1)2 系统硬件设计 (3)2.1直流电机的简介 (3)2.1.1直流电机的基本结构 (3)2.1.2直流电机的工作原理 (3)2.1.3直流电机调速原理 (3)2.2系统方案设计 (6)2.2.1直流电机驱动方案 (6)2.2.2PWM方式的选择 (6)2.2.3PWM控制信号的产生方式 (7)2.2.4正反转的设计 (7)2.2.5速度调控的实现 (7)2.3系统原理 (8)2.4系统模块的设计 (9)2.4.1单片机最小系统设计 (9)2.4.2直流电机驱动电路设计 (12)2.4.3转速测量及显示模块设计 (15)3 系统软件设计 (19)3.1主程序 (19)3.2PWM控制程序 (24)3.3正反转控制程序 (25)3.4显示功能的实现 (26)3.5键盘的功能的实现与设计 (28)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录1 系统硬件原理图 (33)附录2 系统程序 (34)1 绪论1.1研究背景1964年U.stemmler和A.Schonung首先提出把PWM技术应用到电机传动中，从此为电机传动的推广应用开辟了新的局面[1]。
基于Proteus的直流电机调速系统设计与仿真
基于Proteus的直流电机调速系统设计与仿真作者：王培来源：《环球市场》2017年第22期摘要：本设计以单片机AT89C51为控制系统核心，将控制信号施加在L298芯片上来控制电机运行。
设计是以键盘作为输入，实现对直流电机的启停、加速、减速、正转、反转控制，采用PWM技术控制电动机，以改变占空比来实现对电机速度的精准控制。
文章在程序方面给出了主程序、键盘扫描子程序、PWM信号发生程序、测速度子程序以及显示子程序的流程图。
最后通过Proteus软件对直流电机调速系统进行了仿真与分析，仿真结果表明：本设计实现了对电机启停、加速、减速、正转、反转的有效控制。
关键词：AT89C51；PWM控制；调速；Proteus一、直流电动机调速的硬件设计本设计采用单片机AT89C51来控制输出的数据，将控制信号施加于电机驱动模块的L298芯片上，从而实现控制直流电机。
以键盘作为输入，实现对直流电机的启停、加速、减速、正转、反转控制，设计方案应用PWM技术控制电机，通过改变占空比实现速度的精准控制。
用四位LED显示屏实现电机速度的实时显示。
系统由以下结构组成：单片机、电动机驱动模块、按键模块、显示模块。
主要内容如下：1、电机驱动模块的设计：利用H桥驱动电路可实现电机的正反转，制动的功能，L298是集成有桥式电路的电机专用芯片，在应用领域被广泛使用，而且其性能稳定可靠，故用L298作为电机的驱动芯片。
2、单片机的选型：MCS-51系列单片机有多种型号，其中AT89C51不仅能兼容8051，还有ISP编程和看门狗的功能，本设计选用单片机AT89C51作为控制核心；3、键盘类型的选择：与矩阵式键盘相比独立式键盘结构比较简单，所以本设计采用独立式键盘向单片机输入信号；4、显示模块的设计：LED是单片机系统中最常用的一款输出器件，所以用LED实现对电机转速的实时显示。
二、直流电动机调速的程序设计在进行单片机控制系统的设计时，除了硬件的设计外，大量的工作是根据每个对象的实际需要而进行的程序设计。
proteus仿真-直流电机驱动、调速及过流保护报告
电流电机驱动、调速及过流保护实验报告学院：电子信息学院班级：组长：组员：实验课题：直流电机驱动、调速及过流保护目录1、项目描述 (3)2、设计原理 (3)3、设计过程 (4)3.1、硬件设计 (4)3.2、软件设计 (6)4、系统功能调试 (10)4.1、调试软件介绍 (10)4.2、电路运行结果 (11)5、总结 (12)1、项目描述本项目将通过proteus仿真电路模拟电机的驱动，并实现调速和转向控制。
项目将应用一个简单的电路，使用Arduino和L298N IC控制直流电机的速度和方向。
使用PWM信号和L298N（H桥）的组合来控制简单直流电机的功能，即速度和转向控制。
本项目基本完成了驱动，调速及转向控制功能。
2、设计原理 0直流电机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。
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。
直流电机的工作原理是里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生安培力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦兹力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向）。
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。
无刷直流电机控制系统的设计及仿真2
目录一、前言二、系统方案设计1、系统设计要求 (2)2、系统总体框架 (3)3、主电路供电方案选择 (3)4、逆变电路的选择 (4)三、基于MC33035的无刷直流电动机调速系统 (5)1、MC33035无刷直流电动机控制芯片 (5)2、基于MC33035的无刷直流电动机调速系统设计 (7)四、无刷直流电机调速系统的MATLAB仿真 (9)1、电源、逆变桥和无刷直流电机模型 (10)2、换相逻辑控制模块 (10)3、PWM调制技术 (14)3.1、等脉宽PWM法 (16)3.2、SPWM(Sinusoidal PWM)法 (16)4、控制器和控制电平转换及PWM发生环节设计 (17)5、系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析 (18)5.1、起动，阶跃负载仿真 (18)5.2、可逆调速仿真 (20)一、前言无刷直流电机的发展直流电动机由于其在运动控制领域的卓越扭矩特性已得到广泛应用，与传统的直流电动机和机械毛刷，可靠性差的需要，减刑会产生电磁干扰，噪声，火花，无线电干扰和寿命短的致命弱点，具有较高的生产成本和维修问题的严重影响，如联合直流电动机控制系统的进一步发展的弊端。
随着社会生产力，人民生活水平不断提高的发展，他们不断开发新类型的电机。
科学技术的进步，新兴技术和新材料，同时也进一步推动电动汽车将继续推出新产品。
对于传统的直流电机，只要30年早在20世纪的上述缺点，人们开始开发一个电子交流始终以取代无刷直流电动机刷机，并提出相应数量的结果。
但是，这只是高功率处于发展的初级阶段的电子设备，没有找到理想的电子换向元件。
使这个运动只能停留在实验室研究阶段，没有推广。
1955年，美国四哈里森，谁首先提出了晶体管使用该电机接替该专利申请的机械换向器，这是现代无刷直流电动机的原型。
但是，因为没有马达的起动转矩，使其不能成为产品。
后来，经过多年的艰苦工作的人，终于由霍尔元件实现无刷直流电动机换意味着在1962年来，创造了直流无刷电机产品的时代。
无刷直流电机控制系统的Proteus仿真
显示等部分组成。
图1控制系统组成框图控制系统核心及外围电路系统核心AT89S52单片机最小系统及按键电路如图2图2单片机最小系统及按键电路AT89S52芯片是8位单片机,具有廉价、实用及运算快等优点有两个定时器,两个外部中断接口,24个I/O口,一个串行口。
单片机首先进行初始化,将显示部分(转速显示、档位显示出显示地址)。
图3按键检测部分由于所需按键比较少,所以采用独立按键,使用点动开关分别实现启动(OPEN)、加速(UP)减速(DOWN)、反转(CPL)、停止(CLOSE)。
无刷电机、逆变器及驱动模型Proteus软件中无刷电机模型如图4所示。
它是建立在直流电机模型基础上,可以根据应用需要设定额定电压、空载转速、负载阻抗动惯量、绕组阻抗、绕组间互感等参数。
模型的左侧是ABC三相电压,右侧为三个霍尔(HALL)传感器,用于实时监测转子的位置无刷电动机仿真模型(BLDC-STAR)图5三相逆变器电路模型基金项目:中央高校基本科研业务费专项资助项目(3142013099)。
作者简介:王家豪(1992—),男,山西阳泉人,华北科技学院本科生. All Rights Reserved.Science&Technology Vision视界本文所提出测试。
STAR 的sa,sb,sc 输出信号,Channel D 为BLDC-STAR A 项电压输出图6Hall 传感器输出信号结语本文利用Proteus 仿真软件设计了无刷直流电机仿真控制系统完成了主控制器硬件电路、功率驱动电路、功率逆变电路、电流检测电转速检测电路的设计,通过C 语言编程在控制器实现了转速电流双闭环增量PID 控制,实现了对设定转速的恒速控制。
实验结果表明所设计的系统能够满足无刷直流电机转速控制的设计要求,取得了良好的效果,对实际硬件电路的设计具有很大的辅助作用。
【参考文献】蒋辉平.基于Proteus 的单片机系统设计与仿真实例[M].机械工业出版社2012,7.陈伯时.电力拖动自动控制系统—运动控制系统[M].机械工业出版社.2008,3.姜志海.单片机的C 语言程序设计与应用[M].电子工业出版社.2011,7.赵希梅.直流无刷电动机原理与技术应用[M].2012.刘刚.永磁无刷直流电机控制技术与应用[M].2012.彭伟.单片机C 语言程序设计实训100例:基于PIC+Proteus 仿真[M].2012.王晓明.电动机的DSC 控制:微芯公司dsPIC 应用[M].2012.李晓斌,张辉,刘建平,利用DSP 实现无刷直流电机的位置控制[J].机电工程2005(03).刘宏.基于DSP 的直流无刷电机电子调速器系统设计[J].黑龙江科技信息2009(16).叶晓霞,徐烟红,郝浩.无刷直流电机的双闭环控制仿真[J].科技创业月刊2010(12).[责任编辑:邓丽丽。
基于Proteus的无刷电机系统仿真研究
基于Proteus的无刷电机系统仿真研究目前，工业上常用的电力拖动系统包括同步电动机、异步电动机、有刷直流电动机、无刷直流电动机等，其中交流机占主导地位，特别是异步电动机。
但在有些领域上，异步电动机暴露了其自身功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差等缺点。
因此在调速性能要求较高的大型设备如乳钢机，都采用有刷直流电动机拖动，但其存在着直流换向问题，结构复杂且不方便维护维修。
近年来无刷直流电动机及其控制技术发展迅猛，有效地解决了有刷直流电机的主要缺陷。
无刷直流电动机取消了普通直流电电机的滑环、碳刷结构，绕组多采用三相星形接法，转子为永磁体，并具有检测转子位置的霍尔传感器。
电机具有直流电动机的所有优点，并具有体积小、重量轻、出力大、结构简单、响应快、启动转矩大、转矩恒定等诸多优点。
因此，BLDCM以其卓越性能，在越来越多的拖动和伺服控制场合替代现有的直流调速电机、变频电机、以及异步电机等，成为性价比最高的选择。
Proteus是英国Labbcenter公司开发的电路分析与仿真软件，可以分析各种模拟器件和集成电路，具有模拟电路、数字电路仿真、单片机及外围电路仿真功能。
1 BLDCM工作原理无刷直流电动机作为一种典型机电一体化产品，由电机本体、逆变电路、控制器、及位置传感器组成的电动机系统。
控制器通过对位置传感器检测出的转子磁极位置信号进行逻辑整合后可以得到逆变电路各功率开关管相应的触发信号，从而使电源功率按逻辑分配给各相定子绕组，电机产生顺向电磁转矩。
无刷直流电机本体结构如图1所示。
每次换相过程中，电机三相绕组中会有一相绕组接电源正，另一相绕组接负，第三相绕组失电，绕组电流从接正端流入，接负端流出。
通电的定子绕组会产生磁场，该磁场与转子永磁体互相作用会产生电磁转矩。
理想状态下，电磁转矩峰值出现两个磁场正交时，而在两磁场平行时最弱，转子会向着与定子磁场方向平行的方向转动。
因此，当定子绕组产生的磁场不断变换位置时，转子会受到顺向磁拉力的作用，从而实现固定方向的旋转运动。
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无刷直流电机控制系统的Proteus仿真-机械制造论文
无刷直流电机控制系统的Proteus仿真
王家豪潘玉民
（华北科技学院电子信息工程学院，河北三河101601）
【摘要】基于Proteus软件仿真平台，提出了一种对无刷直流电机(BLDCM)控制系统实现了转速闭环控制的方案。
该系统以AT89S52单片机为核心，采用IR2101芯片驱动及AD1674实现速度，并利用数码动态显示转速，通过增量式PID调节对无刷直流电机实现转速闭环稳定控制。
仿真结果表明该系统具有可控调速、显示直观等特点。
关键词无刷直流电机(BLDCM)；Proteus；增量式PID；闭环控制
０引言
无刷直流电机（BLDCM）既有直流有刷电机的特性，又有交流电机无刷的优点，在快速性、可控性、可靠性、输出转矩、结构、耐受环境和经济性等方面具有明显的优势，近年来得到迅速推广[1]。
BLDCM是一种用电子换向取代机械换向的新一代电动机，与传统的直流电动机相比，它具有过载能力强，低电压特性好，启动电流小等优点。
近年来在工业运用方面大有取代传统直流电动机的趋势，所以研究无刷直流电机的驱动控制技术具有重要的实际应用价值。
本设计采用增量式PID控制策略控制无刷电动机，并在Proteus平台上进行转速闭环系统仿真。
搭建了无刷直流电动机转速控制系统的仿真模型，基于80C51控制核心，采用keil C51软件编写C程序。
1系统硬件组成
控制系统的硬件组成如图1所示。
采用Atmel公司的AT89S52单片机为系统
控制核心、IR2101驱动的MOSFET三相桥式逆变器、无刷直流电机、A/D转换转速检测、闭环PID控制、按键检测、档位和转速显示等部分组成。
2控制系统核心及外围电路
系统核心AT89S52单片机最小系统及按键电路如图2所示。
AT89S52芯片是8位单片机，具有廉价、实用及运算快等优点，它有两个定时器，两个外部中断接口，24个I/O口，一个串行口。
单片机首先进行初始化，将显示部分（转速显示、档位显示）送显“0”然后通过中断对按键进行检测当检测到启动键按下时，系统启动，控制核心输出初始控制码，与此同时通过AD转换器读取当前的实时转速，一方面用于显示，另一方面将当前转速与设定转速送入PID控制环节然后输出下一时刻的控制码。
在本次设计中使用80C51的外部中断接口0（INT0）作按键检测（见图3），通过四个与门，当有任何一个按键按下去时tap端都会出现低电平引发中断。
P0口用作数据输出，P2口用作地址输出（P2.0—P2.1档位显示，P2.2pwm输出地址，P2.3转速检测地址，P2.4—P2.8转速输出显示地址）。
由于所需按键比较少，所以采用独立按键，使用点动开关分别实现启动（OPEN）、加速（UP）减速（DOWN）、反转（CPL）、停止（CLOSE）。
3无刷电机、逆变器及驱动模型
Proteus软件中无刷电机模型如图4所示。
它是建立在直流电机模型基础上，可以根据应用需要设定额定电压、空载转速、负载阻抗、转动惯量、绕组阻抗、绕组间互感等参数。
模型的左侧是ABC三相电压输入，右侧为三个霍尔（HALL）传感器，用于实时监测转子的位置。
在Proteus的元件库中，直流无刷电机有两种，bldcm-star与bldcm-triangle，即三相星型联接和三相角型联接。
两者仅区别于绕组的连接方式。
本文采用星型连接的无刷电机。
该模型共有8个引脚：左侧A、B、C为三相电压输入端，最大输入电压为12V；右侧：sa、sb、sc是三个HALL传感器的输出端。
下端：load为模拟负载输入端，omega为转子的角速度输出端，电压型输出，其输出电压乘以60即为实际转速。
三相全桥电路为二二导通六状态导通方式，使用了6个N沟道功率MOSFET 管，型号为SMP60N06，构成三相桥式逆变器。
4闭环控制系统实验
首先进行电机开环控制，再引入PID控制策略实现转速闭环调节。
同时在系统中加入了按键检测以及转速显示，最后实现了对电动机的加速、减速、正反转等控制功能，以及在消除速度误差及稳速方面进行各种实验。
为实际系统的设计制作提供了基础。
4.1转速检测电路
转速检测电路采用逐次比较型12位A/D转换器AD1674，采用双极性输入方式，由于输入电压范围为+10V～-10V所以在无刷电机的omega输出端接滑动变阻器分压。
双极性输入时，输出的转换结果D与模拟输入电压VIN之间的关系为：
式中VFS为满量程电压。
4.2转速显示部分及档位显示部分
显示部分均采用7段共阴极二极管配合74LS373的led静态显示，由于对无刷电动机需要严格的时间控制，虽然动态显示的硬件连接简单而且功耗低，但是由于其需要一定的延时消除“残影”故不采用。
5软件设计
在本系统的设计中，采用80C51的定时器0定时产生驱动电路所需的控制脉冲，P1口的P1.0~P1.4分别接受OPEN、UP、DOWN、CPL、CLOSE五个按键信号；P1.5~P1.7用于接受无刷电动机的霍尔传感器的信号；外部中断0用于检测是否有按键按下；P2口用作地址输出口，其中，P2.0~P2.1档位显示，P2.2pwm输出地址，P2.3转速检测地址，P2.4~P2.8转速输出显示地址。
软件共分七部分：主函数（main.c）、显示函数（led.c，led.h）、按键检测函数（botton.c）、PWM波发生函数（pwm.c）、电动机控制逻辑（controlfucntion.c,controlfunction.h）、AD转换部分（feedback.h，feedback.c）。
系统上电后首先进行初始化（档位送显“00”，转速送显“0000”，）由于使用80C51的timer0为发送控制码的延时脉冲，所以还要对80C51的定时器设定初始值和开定时器中断。
INT0作按键检测，需开外部中断0的中断允许。
然
后系统进入等待状态，等待OPEN被按下。
当OPEN被按下，档位记录r=1同时档位送显“01”，然后将timer0的定时器启动位（TR0）置1即启动定时器，开始发送控制脉冲。
同时启动AD转换读入实际转速，将实际转速和档位1的目标转速同时传送给PID函数得到下一时刻的延时控制。
PID的整定选用Ziegler-Nichols整定法。
6Proteus仿真结果及分析
仿真时，设定目标转速为530r/min。
仿真运行结果如图，图6为霍尔传感器输出信号，其中Channel A，Channel B，Channel C对应BLDC-STAR的sa，sb，sc输出信号，Channel D为BLDC-STAR A项电压输出。
7结语
本文利用Proteus仿真软件设计了无刷直流电机仿真控制系统，完成了主控制器硬件电路、功率驱动电路、功率逆变电路、电流检测电路、转速检测电路的设计，通过C语言编程在控制器实现了转速电流双闭环增量PID控制，实现了对设定转速的恒速控制。
实验结果表明，所设计的系统能够满足无刷直流电机转速控制的设计要求，取得了良好的效果，对实际硬件电路的设计具有很大的辅助
作用。
参考文献
［１］蒋辉平.基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例[M].机械工业出版社,2012,7.
［２］陈伯时.电力拖动自动控制系统—运动控制系统[M].机械工业出版社.2008,3.
［３］姜志海.单片机的C语言程序设计与应用[M].电子工业出版社.2011,7. ［４］赵希梅.直流无刷电动机原理与技术应用[M].2012.
［５］刘刚.永磁无刷直流电机控制技术与应用[M].2012.
［６］彭伟.单片机C语言程序设计实训100例:基于PIC+Proteus仿真[M].2012.
［７］王晓明.电动机的DSC控制:微芯公司dsPIC应用[M].2012.
［８］李晓斌,张辉,刘建平,利用DSP实现无刷直流电机的位置控制[J].机电工程,2005(03).
［９］刘宏.基于DSP的直流无刷电机电子调速器系统设计[J].黑龙江科技信息,2009(16).
［１０］叶晓霞,徐烟红,郝浩.无刷直流电机的双闭环控制仿真[J].科技创业月刊,2010(12).
［责任编辑：邓丽丽］。