单片机模糊控制直流调压系统研究报告
基于ARM的模糊PID直流电机控制系统
基于ARM的模糊PID直流电机控制系统袁帅;汪明;韩颖;宋亮亮【摘要】DC motor has a wide speed range, steady and smooth speed performance. The starting torque is large, easy-to-play parking, etc., especially suitable for use in high speed requirements of the occasion. Traditional PID DC speed control changes in working conditions need to adjust the parameters of the adaptive process is complex and difficult. The paper addresses this issue. This paper analyzes the operating characteristics of the DC motor constructed fuzzy rule table PID parameter adjustment, the theoretical analysis and simulation. On this basis, we design and implement a fuzzy PID DC speed control system for DC motor speed to control and display self-adaptivly. We design a fuzzy PID DC speed control system. The system consists of two parts and lower PC program controller, which uses the host computer program written in Visual Basic, is used to set the PID parameters, communication ports, speed display; lower controller uses ARM S3C2440 as the core control unit, including the IGBT drive section, H-bridge reversible circuits, communications circuits, power, speed feedback circuit. Simulation and practical experiments show that the system not only improves the adaptability, but also improves the speed and accuracy quickly. In addition, the modular system structure, easy to spread, can be used for the actual speed of occasions and education and training bench, has some theoretical and practical significance.%直流电机具有调速范围广、调速性能平稳光滑、启动转矩较大、易于起停车等优点，特别适合用在调速要求比较高的场合。
基于单片机的模糊控制方法及应用研究_毕业设计(论文)
毕业设计 [论文]题目：基于单片机的模糊控制方法及应用研究学院：电气与信息工程专业：自动化完成时间：2013年5月30日河南城建学院本科毕业设计（论文）摘要摘要模糊控制是智能控制的一个重要分支，它的最大特征是能将操作者或专家的控制经验和知识表示成语言变量描述的控制规则，然后用这些规则去控制系统。
在复杂的工业控制中，被控对象通常具有严重的纯滞后、时变性、非线性以及存在种类繁多的干扰，采用常规的PID控制方法，难以获得满意的静、动态性能。
模糊控制的本质是非线性控制和自适应控制，对于纯滞后的参数时变或模型不太精确的复杂控制系统，具有较强的鲁棒性。
本文从模糊控制的基础理论出发，对模糊控制器的设计方法、模糊控制的单片机实现方法进行了分析和对比研究，在此基础上建立了基于AT89C52单片机的太阳能热水器模糊控制系统。
其模糊控制规则能够比较有效地模仿人的经验，合理解决输出的强关联性问题。
然后利用模糊逻辑推理的方法，结合大量的数学运算，离线计算出了简洁方便的模糊控制查询表。
最后给出了模糊控制查询的单片机实现方法及模糊控制系统的核心控制部分的硬件电路和软件流程。
此外，利用仿真工具软件对所设计模糊控制器进行仿真以提高产品的可靠性，缩短设计时间。
关键词：模糊控制，太阳能热水器，单片机河南城建学院本科毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTFuzzy Control is an important branch of Intelligent Contr01.It is a kind of control method based on roles,directly adopting language control rules according to the control experiences of local operators or knowledge from experts of this field.In the complicated industry controlled process,the controlled objects usually own the time delay,nonlinear,time—variant characteristic and exist the category of interferences.So,if the traditional PID control method is only used,the static and dynamic output capability is not very satisfying.The essence of fuzzy control could be good at controlling those complicated,nonlinear systems with the characteristic of the parameter drift,the inaccurate model and time delay because the essence of fuzzy control is nonlinear control and adaptive contr01.Fuzzy control makes the systems more stable and more robust.Starting with the basic theory of fuzzy control,the paper analyses and comparatively studies the design methods of fuzzy controller and the realization methods of fuzzy control,On the basis of which,a fuzzy control system based on AT89S51 integrated solar water heater is established.The fuzzy control rules can imitate the experience of person effectively.Then a concise and convenient fuzzy control lookup table is obtained off-line through fuzzy logic inference combined with complex mathematic computation.Finally the paper presents the realization method of software fuzzy control lookup and the hardware circuit and software flow chart of the main control part of the fuzzy control system.In addition,putting the simulation software into Use in the process of the Fuzzy Control,it is benefit to improving the reliability of the products and reducing the time of the products design.Key Words：fuzzy logic control(FLC),solar water heater,single micro-computer目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 序言 (1)1.2 模糊控制的研究现状 (2)1.3 模糊控制的应用 (3)1.4 选题的目的、意义和主要内容 (4)第2章模糊控制的研究 (5)2.1 模糊控制的理论基础 (5)2.2 模糊控制的基本原理 (8)2.2.1 模糊控制的数学基础 (8)2.2.2 模糊控制系统的组成 (13)2.3 模糊控制理论的改进 (14)2.3.1 模糊控制与神经网络的融合 (15)2.3.2 模糊控制与遗传算法的融合 (15)2.3.3 专家模糊控制 (15)2.3.4 模糊系统建模及参数辨识 (16)第3章设计思想与方案 (17)3.1 方案选择 (17)3.2 论证分析 (17)第4章系统设计 (19)4.1 硬件设计 (19)4.1.1 铂电阻测温调理电路 (19)4.1.2 时钟电路 (22)4.1.3 复位电路 (23)4.1.4 A/D接口电路 (23)4.1.5 键盘输入电路 (24)4.1.6 显示电路 (25)4.1.7 温度控制电路 (26)4.2 软件设计 (26)4.2.1 A/D转换子程序 (27)4.2.2 键盘处理子程序 (29)4.2.3 温序标度变换模块 (29)4.2.4 显示子程序 (30)4.2.5 定时子程序 (30)4.2.6 量化子程序 (32)4.2.7 其他模块 (32)4.2.8 模糊运算子程序 (33)4.3 抗干扰设计与软件调试 (35)4.3.1 软件抗干扰措施 (35)4.3.2 软件调试 (36)第5章结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录A(仿真): (40)附录B(程序）： (1)第1章绪论1.1 序言1965年美国的伯克利加州大学教授扎德发表了著名的论文《Fuzzy Sets》，提出了模糊性问题，给出了其定量的描述方法，从而模糊数学诞生了。
基于单片机的模糊PID恒压供水控制系统
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性 , Kp 与 Ki 均应取大些. 同时 ,为了避免系统在设定 值附近出现振荡 , 则 | ec | 较小时 , Kd 取中等大小 ; | ec | 较大时 , Kd 取小值.
根据上述的 P ID 整定原则 、操作人员和工程专 家的经验知识 , 建立合适的模糊控制规则表 [7, 8 ] , Kp , Ki , Kd 的控制规则表见表 1 ～表 3.
针对小区供水系统的现状 ,采用多台水泵变频
与工频相结合 ,利用自适应 Fuzzy P ID 控制技术来监 控电机运行状态 ,以实现小区恒压供水. 系统中 ,上 位机使用 PC机 ,下位机使用单片机 AT89C51. 因此 使系统界面编程能力 、数据处理 、图表显示 、打印和 过程控制手段等变得更加人性化 、形象化. 此外 ,还 使用了 VB 6. 0面向对象的编程语言 [ 2, 3 ] ,实现了单 片机与 PC之间的数据通信 、数据处理 、图表显示和
图 2 自适应模糊 P ID控制器框图 Fig. 2 B lock diagram of self2adap ting
Fuzzy - P ID controllers
2. 2 P ID 参数模糊调整规则表的建立 一般说来 , P ID 控制器结构和算法已经确定 , 控
制品质的好坏主要取决于控制参数选择得是否合 理. 通常 ,不同的偏差 e和偏差变化率 ec 对 P ID控制 器参数 Kp , Ki , Kd 的整定要求不同 , 一般整定原则 是 : [ 5, 6 ]
若此时用水量减少 ,则水压升高. 当水压高于设 定值时 ,控制器发出信号 ,将 1 号泵从工频电网切 除 ,只有 2号泵调速运行 ,然后一直保持该状态 ,使 水压缓慢增加 ,最终保持水压恒定 ,直到供水结束 , 余者类推. 这样在变频方式与市电方式间切换 ,循环 调频 ,能够合理利用资源. 3台泵全速工作时达到的 水压值可满足用户的需要.
基于单片机模糊控制的晶闸管直流调压系统的设计与实现
基于单片机模糊控制的晶闸管直流调压系统的设计与实现王一涵【摘要】The design takes singlechip as clues, emphatically introduces the adjustable three-phase half-controlled bridge SCRtriggerofMCS-51singlechipcontrolangle.Ithasacertaineconomicvalueandusagevalueduetoi tslowcost,simple circuit connection, convenient parameter adjustment and perfect control system.%本设计以单片机为线索，结合模糊控制思想，着重介绍了MCS-51系列单片机控制的控制角可调整的三相半控桥可控硅整流触发器。
由于其成本低廉、电路连接简单，且参数调整方便、控制系统绝佳，具有一定的经济价值和使用价值。
【期刊名称】《黑龙江科学》【年(卷),期】2016(007)014【总页数】2页(P14-15)【关键词】单片机;模糊控制;晶闸管【作者】王一涵【作者单位】绥化学院，黑龙江绥化 152061【正文语种】中文【中图分类】TP368.11.1 晶闸管晶闸管是晶体闸流管的简称，它的内部结构组成是PNPN四层半导体结构，有三个极，分别为阳极、阴极以及门极。
在本设计系统中，将晶体管内部的四层半导体结构分别命名为P1、P2、N1、N2。
然后由P1区引出阳极，记为A，阴极由N2区引出，记为K，而门极，则有P2区引出，由此，四个区就形成了从J1到J3的三个PN结。
由于阳极高于其阴极，所以将正向电压加之于器件之上；待反向电压价值于器件上时，此时的J1、J3两PN结处于反向偏置，该器件整体会处于被阻断的状态，期间只有极其小的电流会通过。
由于其晶闸管能够在大电流或高电压的状态下工作，因此常被用于交流调压、可控整流、无触点电子开关等电子电路之中。
智能控制--模糊控制实验报告
clear all;close all;T=0; %ʱ¼ä³£Êýa=newfis('fuzz_temperatrue');a=addvar(a,'input','e',[-3,3]); %Parameter e a=addmf(a,'input',1,'NB','zmf',[-3,-1]);a=addmf(a,'input',1,'NM','trimf',[-3,-2,0]);a=addmf(a,'input',1,'NS','trimf',[-3,-1,1]);a=addmf(a,'input',1,'Z','trimf',[-2,0,2]);a=addmf(a,'input',1,'PS','trimf',[-1,1,3]);a=addmf(a,'input',1,'PM','trimf',[0,2,3]);a=addmf(a,'input',1,'PB','smf',[1,3]);a=addvar(a,'output','u',[72,78]); %Parameter u a=addmf(a,'output',1,'NB','zmf',[72,74]);a=addmf(a,'output',1,'NM','trimf',[72,73,75]);a=addmf(a,'output',1,'NS','trimf',[73,74,75]);a=addmf(a,'output',1,'Z','trimf',[74,75,76]);a=addmf(a,'output',1,'PS','trimf',[75,76,77]);a=addmf(a,'output',1,'PM','trimf',[75,77,78]);a=addmf(a,'output',1,'PB','smf',[76,78]);rulelist=[1 1 1 1; %Edit rule base2 2 1 1;3 3 1 1;4 4 1 1;5 5 1 1;6 6 1 1;7 7 1 1];a=addrule(a,rulelist);a1=setfis(a,'DefuzzMethod','mom'); %Defuzzywritefis(a1,'temperatrue'); %Save to fuzzy file "tank.fis" a2=readfis('temperatrue');figure(1);plotfis(a2);figure(2);plotmf(a,'input',1);figure(3);plotmf(a,'output',1);flag=1;if flag==1showrule(a) %Show fuzzy rule baseruleview('temperatrue'); %Dynamic Simulationenddisp('-------------------------------------------------------');disp(' fuzzy controller table:e=[-3,+3],u=[-4,+4] ');disp('-------------------------------------------------------');for i=1:1:7e(i)=i-4;Ulist(i)=evalfis([e(i)],a2);endUlist=round(Ulist)e=-3; % Erroru=evalfis([e],a2) %Using fuzzy inference四、Simulink仿真模型五、实验结果令T=0;1、模糊控制器为一维控制器，输入输出变量的量化等级为7级，取5个模糊集。
一种基于模糊控制的单片机电机调速系统
第12卷 第1期 广西工学院学报 V ol.12 N o.1 2001年3月 JOU R N AL O F G U A N GXI U N IV ER SIT Y O F T ECHN OL O GY M ar.2001文章编号 1004-6410(2001)01-0044-04一种基于模糊控制的单片机电机调速系统孔 峰,罗文广(广西工学院电子信息与控制工程系,广西柳州 545006)摘 要:本文介绍了一种基于参数自调整的模糊控制单片机直流串激电动机调速系统。
系统采用了一种新型高性能的8位单片微处理器ST6265,使系统硬件结构简洁和可靠;采用参数自调整模糊控制器,使系统具有较高的控制精度和良好的鲁棒性。
关 键 词:参数自调整模糊控制;单片微处理器;电机调速系统中图分类号:T P273.4 文献标识码:A0 引言 传统PID控制的电机调速系统技术成熟,结构简单,较稳定可靠,已得到较为广泛的应用,但仍存在一些缺点,例如无法有效地克服传动对象和负载参数的大范围变化以及非线性因素对系统造成的影响,因而不能满足高性能和高精度的要求。
随着模糊控制技术的成熟,应用越来越广泛,人们已开始将它应用于电机调速中。
使用模糊控制技术后,能充分利用其非线性结构自寻优等各种功能,从而显著提高系统的鲁棒性。
此外,由于不需要建立被控对象的精确数学模型,系统的设计也变得较为简便。
本文研究的这种新型电机调速系统,用模糊控制器替代传统的PID调节器,能明显改善系统的稳态和动态性能,有较好的控制效果[1]。
1 系统硬件结构 系统硬件结构图如图1所示。
系统主要由单片微机ST6265、显示器、整流电路、直流变换、斩波电路、电压和转速检测电路、直流串激电动机等组成。
ST6265是法国汤姆森(T HOMSON)公司研制的一种新型高性能8位HCM OS单片微处理器[2];只有40条基本指令;片内有三个多功能输入输出I/O接口PA、PB和PC,其中PA、PB口为八位,PC口为五位。
旋单片机模糊控制晶闸管直流调压系统
１ ０ ８
农 机 使 用 与 维 修
２ ０ １ ３年第 １ ０期
谈单 片机模 糊 控制 晶闸管直 流调压 系统
国网山 东冠县供 电公 司 曹英华
摘 要 本 系统 以单 片机作为控制核心 ， 以模 糊控制为主要 的控 制思想 ， 介绍 了一种利用 ＭＣ Ｓ一５ １系列单 片机 控
电力 电子变 流技术 在工 业化 国家 中应 用广 泛 ， 它 已 深 入到 工业 生产 和社会 生 活 的各 方 面 ， 成 为传 统 产业 和
高新技术领域不可缺少 的关键技术 ， 可以有效地节约能 源， 并成 为新 能源 （ 燃 料 电池 、 太 阳能 和 风力 发 电等 ） 与 电网的中间接 口， 典型的用途类别如 ： 直流牵引、 电机励
磁、 电镀 及 电加工 、 中频 感 应 加 热 、 高压静电除尘、 直 流 输 电和 无功 补偿 等 。晶 闸管 的触 发 控 制是 工 业 应 用 中 的关 键 环节 ， 触发 电路 的控 制精 度与 精确 性将 直 接决 定 主 回路 的工作 性 能 。本 文用 ＭＣ Ｓ一５ １系列 单 片机 结 合 外 围器件 控 制可 控 硅 触 发 ， 采 用 模糊 控 制 理 论 ， 设 计 了 模糊 自整 定 Ｐ Ｉ Ｄ参数 控制 器 ， 将 模糊 控制 运用 在 单 片机 控 制 系统 中 。
基于单片机的模糊PID控制双闭环直流调速系统研究
基于单片机的模糊PID控制双闭环直流调速系统研究摘要：本文研究了基于单片机的模糊PID控制双闭环直流调速系统。
首先介绍了直流电机调速的基本原理和PID控制算法，然后介绍了模糊控制的基本原理和模糊PID控制算法。
接着设计了基于单片机的双闭环直流调速系统，并进行了仿真和实验验证。
结果表明，模糊PID控制算法在双闭环直流调速系统中能够达到较好的调速效果，提高了系统的响应速度和稳定性。
关键词：单片机；直流调速系统；PID控制；模糊控制；双闭环1.引言直流电机调速系统广泛应用于工业控制领域。
PID控制算法是一种简单且常用的控制方法，但在一些复杂的控制任务中可能表现不佳。
模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制方法，能够处理非线性和模糊性问题，具有较好的鲁棒性和自适应性。
因此，将模糊控制与PID控制相结合，可以提高控制系统的性能。
2.直流调速系统及PID控制算法直流调速系统主要由直流电机和控制电路组成。
直流电机的转速与电压成线性关系，可以通过调节电压来实现调速。
PID控制算法根据目标转速与实际转速的误差，计算出控制量来调节电压。
其中，P项对误差比例进行调节，I项对误差累计进行调节，D项对误差变化率进行调节。
3.模糊PID控制算法模糊PID控制算法基于模糊逻辑对误差进行模糊化和解模糊化处理。
首先将误差和误差变化率进行模糊化，然后根据模糊规则表进行推理，最后通过去模糊化得到控制量。
模糊PID控制算法相比传统的PID控制算法，在处理非线性问题和抗干扰能力方面具有优势。
4.基于单片机的双闭环直流调速系统设计本文设计了基于单片机的双闭环直流调速系统。
该系统的外环控制目标是速度，内环控制目标是电流。
首先使用PID控制算法计算出电压，然后使用模糊PID控制算法根据速度误差和电流误差进行调整。
系统采用PWM技术实现电压的调节，并使用反馈控制电流和速度。
5.仿真和实验验证本文使用MATLAB/Simulink进行了双闭环直流调速系统的仿真。
基于模糊控制的直流电机调速系统毕业设计论文
基于模糊控制的直流电机调速系统毕业设计论文毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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模糊PID控制实验报告
编号：实验一普通PI控制方法的设计与实现一、实验目的1. 掌握数字PI及其算法的实现2. 熟悉在在keil环境下进行单片机程序的设计3. 熟悉仿真软件protues的使用二、实验设备及条件1. 计算机系统2. 编程软件keil4和仿真软件protues7.8三、实验原理及其实验步骤(1) PID算法的数字化实现在模拟系统中，PID算法的表达式为u(t)=K P[e(t)+1T I∫e(t)dt+T Dde(t)dt]式中u(t)：调节器的输出信号；e(t)：调节器的偏差信号，它等于测量值与给定值之差；Kp：调节器的比例系数；T I：调节器的积分时间；TD：调节器的微分时间；离散化的PID为：u(k)=K P[e(k)+TT I∑e(j)kj=0+T DT(e(k)−e(k−1))]Δt=T：采样周期，必须使T足够少，才能保证系统有一定的精度；E(k)：第K次采样时的偏差值；E(k-1) ：第K-1次采样时的偏差值；K：采样序号，K=0，1，2……；P(k-1)：第K次采样时调节器的输出；上式计算复杂，经过化简为：u(k)=u(k−1)+K P[e(k)−e(k−1)]+K I e(k)+K D[e(k)−2e(k−1)+e(k −2)]式中：K I=K P TT I为积分系数K D=K P T DT为微分系数要计算第K次输出值u(k)，只需要知道u(k-1)，e(k)，E(k-1)，e(k-2)即可。
上式也称为位置型PID的位置控制算法。
在很多控制系统中，由于执行机构是采用布进电机进行控制，所以只要给一个增量信号即可。
因此得到增量型PID的位置控制算法。
∆u=K P[e(k)−e(k−1)]+K I e(k)+K D[e(k)−2e(k−1)+e(k−2)] (2) 控制系统的结构框图整个系统的控制框图如下所示：图1 PID控制系统结构框图在本次设计中，经过计算，被控对象的传递函数是：G(s)=1 (SCR)2+3SCR+1其中：C=10uf，R=20K；带入上式后可得：G(s)=10.04S2+0.6S+1显然是一个二阶系统。
基于单片机的模糊PID温度控制系统设计-开题报告
器，并用于退火炉燃烧过程中;1988 年，河北廊纺市工具厂李利民、王金奎研制的高温盐 浴炉微机控制系统以磁性调压器作为执行元件， 采用 MPID 调节方式， 当炉温在 1100~1300℃ 范围内任意调节，误差小于土 20℃; 1989 年，武汉铝厂郑恭恒、沈协和用单片机实现炉
温控制，采用 Bang-Bang 和 PID 相结合的控制算法，达到了升温速度快，超调量小的控温 效果;1997 年，吉林工业大学吕俊伟、王文成、黄海东研制的模糊一 PI 一开关混合控制器 用于渗炭炉温度控制系统，缩短了升温时间，大大提高了控制精度，最大超调量小于 1 ℃。
4、PID 控制的原理及特点 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称 PID 控制，又称 PID 调节。PID 控制器问世至今已有近 70 年历史，它以其结构简单、稳定性好、 工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全 掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构 和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用 PID 控制技术最为方便。即当我们不完 全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用 PID 控制技术。PID 控制，实际中也有 PI 和 PD 控制。PID 控制器就是根据系统的误差，利 用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 1）比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当 仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error） 。
2）积分（I）控制 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系 统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统 （System with Steady-state Error） 。 为了消除稳态误差， 在控制器中必须引入 “积分项” 。 积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小， 积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直 到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 3）微分（D）控制 在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较 大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差 的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前” ，即在误差接近零时，抑制误差的 作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用 仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项” ，它能预测误差变化的趋势，这样， 具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避 免了被控量的严重超调。 所以对有较大惯性或滞后的被控对象， 比例+微分(PD)控制器能改 善系统在调节过程中的动态特性。
基于单片机控制的DCDC变换器研究
摘要摘要在实际电路中Ｄｃ—ＤＣ开关变换器是一个强非线性离散性系统，因为开关器件在一个周期中即工作在饱和区又工作在截止区，系统在开关导通时间段和关断时间段都是线性的，即系统是按时间分段线性的和时变的，同时由于外部瞬态或持续扰动会引起变换器工作状态参数的线性变化，以及由于系统工作时导通比有上限和下限而使脉宽调制器具有饱和非线性。
而模糊控制用语言描述和规则的形式来直接表达操作人员，设计者和研究人员的直觉和经验，在不需要建模的情况下直接控制系统。
ＤＣ－ＤＣ开关变换器是一个强非线性离散性系统，其内在的强非线性特征引起了学者们的很大关注，在最近的１０年中，将模糊控制理论应用于ＤＣ—ＤＣ开关变换器中的研究广’泛的展开。
ｊ本文提出前馈模糊控制和闭环电压反馈控制的复合控制模型，通过单片机实现对前馈电压的模糊控制，辅助闭环电压反馈控制系统来实现对正激变换器的控制。
为了进一步改善系统的控制性能，对数字控制系统的主要补偿方法进行了全面的分析，最后选择用前馈控制来改善输出响应特性。
详细介绍了前馈模糊控制系统的设计，主要包括以单片机ＡＶＲ８５１５、Ａ／Ｄ转换器ＡＤ７８２４和Ｄ／Ａ转换器ＡＤ７５２８为主的硬件电路及软件设计。
并且，在文章的最后，对实验结果进行了详细的分析。
＼关键词：转换器；单脉机；模糊控制；前馈控制；复合控制＼华南理工大学工学硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＰｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉＣＳＣｏｎｖｅｒｔｅｒｓｏｆｔｅｎｃｏｎｓｉＳｔ１ｉｎｅａｒＣｉｒｃｕｉｔＳｔｈａｔａｒｅｓｗｉｔｃｈｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ．ＥｖｅｎｔｈｏｕｇｈｅａｃｈｏｆｔｈｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｗｈｉｃｈｓｕｃｈａｃｉｒｃｕｉｔｉＳｓｗｉｔｃｈｅｄｉＳ１ｉｎｅａｒ．ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅＣｉｒｃｕｉｔｉＳｎｏｎｌｊｎｅａｒ．ＴｈｅｍｏｓｔｃｏｍｍｏｎｅｘａｍｐｌｅｏｆｓｕｃｈａｃｉｒｃｕｉｔｉＳａｄｃ—ｄｃｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．ＤＣ—ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｕｃｃｅＳｓｆｕｌｌＹｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｆｏｒｍａｎｙｙｅａｒｓＵＳｉｎｇａｎａｌｏｇｉｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄ１ｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍｄｅＳｉｇｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉＳｔｉＣＳｏｆｄｃ—ｄｃｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｈａｖｅｄｒａｗｎｇｒｅａｔｅｒａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｓｏｍｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｂｅｌｉｅｖｅｔｈａｔｄｅｒｉｖｉｎｇａｃｏｎｔｒｏｌａｃｔｉｏｎｆｒｏｍ１ｉｎｇｕｉＳｔｉＣｒｕｌｅｓｍｉｇｈｔｂｅａｇｅｎｅｒａｌｄｅｓｉｇｎａｐｐｒｏａｃｈｔｈａｔａｖｏｉｄｓｓｏｍｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｉｅｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｎｏｎｌｉｎｅａｒｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ．ＴｈｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎＡＴＭＥＬｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒＡＶＲ８５１５ｉＳｄｅｓｉｇｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｅｎｔｉｒｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．ＡｌＳＯｔｈｅＡ／ＤｃｏｎｖｅｒｔｅｒＡＤ７８２４ａｎｄＤ／ＡｃｏｎｖｅｒｔｅｒＡＤ７５２８ａｒｅｕｓｅｄｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｄｉｇｉｔａｌａｎｄａｎａｌｏｇＳｉｇｎａｌ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｏｎｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ｔｈｅｍａｉｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｎｄｔｈｅｉｒａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｄｅｖｅｌｏｐｓａｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｌｆｏｒａｄｃ—ｄｃｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．Ｔｈｅｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒ０１ｍｏｄｅｌｃｏｎｓｉｓｔＳｏｆｆｕｚｚｙｆｏｒｗａｒｄｆｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌａｎｄＣｌｏｓｅｌｏｏｐＶ０１ｔａｇｅｂａｃｋｗａｒｄｆｅｅｄｃｏｎｔｒ０１．ＴｈｅｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｆｏｒｗａｒｄｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉＳｍａｄｅａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｄｅｔａｉｌｅｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌ：ｆｏｒｗａｒｄｆｅｅｄ：ｃｏｍｐｏｕｎｄＣｏｎｔｒｏｌ第一争绪论第一章绪论１．１课题的研究背景与意义ＤＣ－ＤＣ开关变换器属于功率电子学（ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉＣＳ）的研究范畴，它涉及电子学、电力技术和控制理论等学科，从七十年代初发展至今，有关这类变换器的理论分析和应用研究得到极大的发展。
模糊PID控制在直流调速系统中的应用
2.2.2模糊控制器的基本结构
在理论上讲，模糊控制器由 维关系 表示。关系 可视作受制于 区间内 个变量的函数。 是几个 维关系的组合，每个 代表一条规则 ： 。控制器的输入 被模糊化为一维关系 ，对于多输入多输出控制时， 为 维。模糊输出 可以应用合成推理规则进行计算。当对 进行解模糊，便可以得到一个精确的输出数值 。图2.2便是具有输入输出的理论模糊控制器的原理框图。
Key words：DC speed governing Double closed loop PID control Fuzzy PID control
1
1.1
直流电机是直流电能和机械能相互转换的旋转电机。它的主要特点是调速范围广，易于平滑调速；起动、制动和过载转矩大；易于控制，可靠性较高等优点。因此，近几年来在各个领域中得到了广泛的应用。随着当今社会科学技术的迅猛发展与提高，它的产品质量、性能、精度、功能以及功耗、自动化程度等广泛受到世界的关注。直流电机在结构方面的特点主要是结构简单，线路容易检查，而且在设备出现问题是维护方便，运行可靠。现在直流电机已经被广泛应用于各种调速驱动场合。但是最主要是应用在工作环境较差（温度较低或者比较潮湿的工作环境下）、对控制器的价格、性能比要求较高的场合。在工程实践中，正是由于直流电动机具有稳定的工作性能和良好的调速性，所以在当今的工业生产中得到了认可和广泛的应用，由于被广泛应用，所以才会出现较多的问题，进而使直流电动机的控制成为了很多专家学者研究的重点问题。直流电动机的控制主要采用 控制技术。其中智能 控制器和仪表已经非常多，这些产品已经在工程实际设计中得到了很广泛的应用，市场上已经有了各种各样的 控制器产品，其中 控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
毕业设计--直流电机模糊控制系统设计
1 绪论直流电动机经常被当做控制元件来使用，离生活越来越近。
PID控制法是控制直流电机常用的方法。
在有些情况下，控制器都是在对象有精确数学模型的基础上建立起来的。
但是，还有其他在许多情况下，由于各方面的原因，生产过程或者被控对象的精确数学模型无法建立。
在构建模型的过程中，一些参数需要估计，而且在解决这些参数的过程中，往往会因为对整个控制过程和它的系统特性没有做到全面的了解，从而导致了精简后的数学模型在说明原来的系统上存在较大的偏差，使得设计的系统变得没有实用价值；还有一些由于在生产环境中，没有合适的测量方法，或者由于空间因素，整个测量过程中没办法安装测量装置最后导致了数学模型无法建立[1~3]。
目前，随着科技的不断进步，如今研究的控制系统中将会经常涉及到多变量、非线性、时变的系统，在这种情况下，要建立数学模型也是非常困难的，或者在这个情况下根本不能建立模型。
在这种背景下，传统的控制理论和技术迎来了新的要求和挑战。
一种可以处理语言信息能力的模糊控制理论的提出克服了上面所出现的问题。
在模糊控制理论的基础上设计出了模糊控制器，而且它能够模仿操作员工的手动控制。
这种模糊控制器对已知受控对象的数学模型无明确的要求，但是，需要注意：模糊控制器对已知被控对象的数学模型无明确的要求，并不是在对受控对象无了解的情况下提出的[4~6]。
恰恰相反，它仍然需要对受控对象有一定的了解，只不过它们是以知识的模型的形式而并不是用数学模型表达的。
所以，在直流电动机中应用模糊控制对现代生活有着重大的意义，也是一个新的里程碑。
1.1 本课题研究的背景和意义随着时代的发展，交流和直流调速不断冲击着，但是我国在这个直流调速领域中的研究不断深入，专家们研制出了全数字直流调速系统[7]。
这个调速系统有着较高的精度，而且很实用，使得直流调速系统成为工业过程中不可缺的一部分。
直流调速系统有稳速、调速和加减速这个三种控制要求。
在目前的控制过程中，对于调速和加减速已经得到了良好的实现，但是在生产过程中稳速的效果不是很理想，达不到预想中的的效果。
基于模糊控制的直流电机调速系统毕业设计论文
基于模糊控制的直流电机调速系统毕业设计论文毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
模糊PID控制在直流调速系统中的应用
模糊PID控制在直流调速系统中的应用摘要本设计将PID控制和模糊控制相结合，解决了直流调速系统中的一些问题。
首先对直流电动机的PID控制进行仿真，通过调整PID参数，可以获得预期的控制效果。
然后分析了直流电动机的模糊自整定控制，仿真结果表明该控制器性能好，不仅具有良好的动、静品质，且具有较强的抗干扰能力。
针对工程上通常采用的直流调速系统，本设计详细地分析了双闭环直流调速系统的PID控制，分别对系统的电流环、转速环的动态性能、抗干扰性能进行仿真。
PID控制器虽然结构简单，但在克服较大扰动影响，提高系统动态品质等方面并非最优，光靠调整PID参数难以获得满意的控制效果。
因此，设计了模糊控制器并对双闭环直流调速系统进行仿真。
通过与传统PID控制进行比较，发现模糊控制可以大大提高控制效果，具有抗扰性能强，系统响应速度快，动态性能好等优点。
关键词：PID控制；模糊控制；模糊自整定PID控制The Application of Fuzzy PID Controller in DCSpeed Regulation SystemAbstractThis design solved some problems in DC speed regulation system by the combination of PID control and fuzzy control. First, PID control of DC motor was simulated by adjusting the PID parameters and can obtain the desired control effect. Then this design analyzed fuzzy self-tuning control of DC motor. The simulation result shows that the controller is better characterized not only by its qualities of better dynamical and situational but also anti-disturbance ability and adaptability to the changing parameters. For the ordinary DC speed regulation in engineer, the design illustrated in detail the PID control of the double close loop DC speed regulation system. The characteristics of the dynamics and anti-disturbance of circle and speed loops were simulated respectively.Although it has simply constructure, PID controller is not the best to get better control performance only by regulating parameters, such as to overcome larger disturbance to improve dynamic quality. Accordingly, the design illustrated the application of fuzzy control in the double close loop DC speed regulation system. Compared with traditional PID control, it is found that control effects have been greatly improved by fuzzy control, with characterized by its stronger anti-disturbance, quick response and good dynamics.Key word：PID control, fuzzy control, fuzzy/PID self control目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1选题的背景及目的 (1)1.2直流调速系统发展过程 (1)1.3模糊控制的发展概况 (1)1.3.1模糊控制的发展过程 (1)1.3.2模糊控制所要解决的问题 (2)1.4本设计的主要内容 (4)第2章模糊控制的基本理论 (5)2.1模糊控制的基本思想 (5)2.2模糊控制系统的基本原理以及结构组成 (5)2.2.1模糊控制系统的基本原理 (5)2.2.2模糊控制器的结构组成 (6)2.3模糊控制器的设计方法 (7)第3章直流电动机的模糊PID控制 (9)3.1直流电动机的数学模型 (9)3.2直流电动机的PID控制 (11)3.3直流电动机的模糊自整定PID控制 (13)3.3.1模糊自整定PID控制器的设计 (13)3.3.2模糊自整定PID控制器的仿真 (17)第4章直流调速系统的模糊PID控制 (20)4.1直流单闭环调速系统的PID控制 (20)4.2直流双闭环调速系统的PID控制 (21)4.2.1电流环的MATLAB仿真 (23)4.2.2转速环的MATLAB仿真 (26)4.3模糊控制在直流双闭环调速系统中应用 (32)4.3.1转速环模糊控制器的设计 (32)4.3.2仿真模型的建立 (33)4.3.3仿真实验 (34)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)1绪论1.1选题的背景及目的从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动自动控制系统有调速系统、位置随动系统、张力控制系统等多种类型，而各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因此调速系统是最基本的拖动控制系统。
基于单片机的直流电机PWM调速控制系统设计开题报告
基于单片机的直流电机PWM调速控制系统设计开题报告泰山学院毕业设计开题报告基于单片机的直流电机PWM调速控制系统题目设计学院机械与工程学院年级二〇一一级专业机械设计制造及其自动化姓名学号指导教师签字学生签字2012年 12月 7日题目来源指导教师推荐? 自选, 其它?题目类别基础研究? 应用研究, 其它?一、课题研究的目的和意义在电气时代的今天，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。
无论是在工农业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务与办公设备中，还是在日常生活中的家用电器中，都大量地使用着各种各样的电动机。
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二、课题的研究现状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。
而国外交直流系统数字化已经达到实用阶段。
三、课题研究的主要内容完成单片机的直流电机控制系统总体设计，包括各部分硬件的设计以及相应的驱动程序设计。
通过电平转换使上位机能与单片机进行串口通信，并选用串口大师软件对单片机发送信号。
设计显示电路，使用户可以通过显示屏与控制系统进行交互，实现电机正反转等状态以及速度的实时显示。
四、课题研究的方法根据市场需求和发展趋势，本设计将介绍一种基于AT89S51单片机的直流电机转速控制系统。
首先对直流调速控制电路进行设计来实现对速度的控制、检测、显示;再对直流调速控制主回路进行设计，其采用了三相桥式全控整流电路;然后进行系统的软件设计，本课题采用PID控制算法设计;最后进行系统的抗干扰设计，为了防止从电源系统窜入干扰，本系统供电采用隔离变压器;同时，为了保证信息传输的正确性，在过程通道上采用光祸隔离措施。
单片机直流电机调速系统实训研究报告计划书
专业：汽车电子技术学号：08341-12姓名：指导教师：柳铭时间：2010年5月30日—7月10日在电气时代地今天，电动机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要地作用.直流电机作为最常见地一种电机，具有非常优秀地线性机械特性、较宽地调速范围、良好地起动性以及简单地控制电路等优点，因此在社会地各个领域中都得到了十分广泛地应用.直流电动机具有良好地起动、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地电力拖动领域中得到了广泛地应用.从控制地角度来看，直流调速还是交流拖动系统地基础.早期直流电动机地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地数字电路组成，控制系统地硬件部分非常复杂，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地发展和应用范围地推广.随着单片机技术地日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机地控制提供了更大地灵活性，并使系统能达到更高地性能.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，从而有效地提高工作效率.本文设计了直流电机控制系统地基本方案，阐述了该系统地基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法.主要研究直流电机地控制和测量方法，从而对电机地控制精度、响应速度以及节约能源等都具有重要意义.本设计系统以单片机AT80C52为核心，附以外围电路，实现直流电机调速地系统；运用单片机地运算和处理能力和L293D电机驱动芯片来实现电机地手动加速、减速调速等智能控制系统，并运用软件Proteus进行仿真来得到实验结果.关键词单片机L293电机驱动直流电机PWM一、实训目地与要求11.1实训目地11.2实训要求1二、实训题目及总方案12.1实训题目12.2设计方案12.3主要元件介绍22.3.1 AT89C5222.3.2 L293D32.4电路原理42.5原理图及原理框图4三、设计过程53.1筹备过程53.2制作过程53.3调试过程63.4显示结果73.5元件清单7四、总结84.1个人实训小课题84.1.1题目84.1.2原理及调试84.1.3秒表原件清单94.2结论总结104.3心得体会10五、参考文献11附录12附图12开关控制电路12驱动电路13程序14一、实训目地与要求1.1实训目地学习知道单片机地性能与功能，在现实生活中地应用.并且设计并制作一采用PWM调制方式实现直流电机斩波调速系统.并熟练对单片机编程及Proteus 仿真软件地实际应用.1.2实训要求（1）采用PWM调制方式实现直流电机斩波调速（2）转速从100-3000rad/min（3）具有手动速度调整按键（速度+速度）二、实训题目及总方案2.1实训题目单片机直流电机调速系统设计2.2设计方案本设计通过AT89S52单片机地I/O口对L293D电机驱动芯片赋值来控制电机，并通过单片机地定时器来控制L293D地EN1口来进行调速，通过中断来实现按钮式控制过程.PWM控制波形地实现可以通过模拟电路或数字电路实现，例如用555搭成地触发电路，但是，这种电路地占空比不能自动调节，不能用于自动控制电机地调速.而目前使用地大多数单片机都可以直接输出这种PWM波形，或通过时序模拟输出，最适合直流电机地调速.2.3主要元件介绍2.3.1 AT89C52AT89C52（如图1所示）是51单片机系列地一个型号，它是ATMEL公司生产地.AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes地可反复擦写地Flash只读程序存储器和256 bytes地随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司地高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大地AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合.AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列地才支持在线编程).其将通用地微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写地Flash存储器可有效地降低开发成本.AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品地需求.AT89C52为40 脚双列直插封装地8 位通用微处理器，采用工业标准地C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用地8xc52 相同，其主要用于会聚调整时地功能控制.功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件地初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR地接收解码及与主板CPU通信等.主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振.RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成地复位电路.VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源地正负端.P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（32~39 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1地相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1地SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 地相应功能端，用于当前制式地检测及会聚调整状态进入地控制功能.图1 AT89C52引脚图2.3.2 L293DL293D是步进电机驱动芯片.L293D采用16引脚DIP封装，其内部集成了双极型H-桥电路，所有地开量都做成n型.这种双极型脉冲调宽方式具有很多优点，如电流连续；电机可四角限运行；电机停止时有微振电流，起到“动力润滑”作用，消除正反向时地静摩擦死区：低速平稳性好等.L293D通过内部逻辑生成使能信号.H-桥电路地输入量可以用来设置马达转动方向，使能信号可以用于脉宽调整（PWM）.另外，L293D将2个H-桥电路集成到1片芯片上，这就意味着用1片芯片可以同时控制2个电机.每1个电机需要3个控制信号EN12、IN1、IN2，其中EN12是使能信号，IN1、IN2为电机转动方向控制信号，IN1、IN2分别为1，0时，电机正转，反之，电机反转.选用一路PWM连接EN12引脚，通过调整PWM地占空比可以调整电机地转速.选择一路I/O口，经反向器74HC14分别接IN1和IN2引脚，控制电机地正反转.其控制逻辑如下:电机运行情况 EN A（B） IN1（IN3） IN2（IN4）正转 H H L 反转 H L H 快速停止 H 同IN2（IN4）同IN1（IN3）停止 L X X即：通过用单片机对L293D地相应管脚写0或者1，即可实现.2.4电路原理AT89C52是集成40个I/O口地单片机，拥有12MHZ地晶振周期，电路拥有可控复位电路，INT0口外接一个BUTTON使其外中断0获得高低电平.L293D电机驱动电路可以实现电机地速度调整.本电路实现电机调速主要利用了L293D地EN1引脚地电平控制，让其电平地高低变化可以跟据单片机地定时器来进行调节，本电路分别进行了设置，当BUTTON按下一次时，单片机定时器T0被启用，并且设定为65.468ms，此延时可以控制电机一定速度地减速，当BUTTON第二次按下时，单片机定时器T1被启用，并且设定为33.069ms此时电机为第一次按下电机速度地2倍，第三次按下时为最快速度，第四次电机停止.前后电机3次变速，速度逐渐递增.2.5原理图及原理框图图2单片机直流调速系统原理总图（部分图见附录）图3 单片机直流调速系统原理框图直流电机调速系统硬件原理图和原理框图如图2和图3所示，以AT89C52单片机为控制核心，包括开关控制电路、系统供电电源电路、L293D电机驱动电路、电机电路.三、设计过程3.1筹备过程上网及到图书馆查找关于直流电机调速系统地资料，查找调速方案，确定方案.在在查找关于AT89C52地相关书籍及其控制电机调速系统地方案，查找电机驱动L293D地相关资料，同时学习软件Proteus仿真地使用教程及编程语言编程技巧.3.2制作过程安装完Proteus仿真软件后，根据设计原理图从库文件Library中调用相应地器件，在新建地制作图纸上设计电路、连接电路、标注器件，检查完毕后导入写好地程序文件，然后进行调试，在出现错误提示后进行修改电路完善电路并同时进行相应程序地修改直至完成准确无误地设计电路.在完成设计电路后进行设计报告内容地填写及修改.3.3调试过程本设计在调试过程中主要式控制电机驱动L293D地EN1端口地电平高低中断周期，通过调整定时器地中断周期来实现对电机速度地调整通过计算和程序地多次调整实现了合理地电机调速控制系统.在调试时不能直接用L293D电机驱动和电机，可以直接用二极管实现调试.图4调试原理图图5 调试成功图3.4显示结果3.5元件清单表2 元件清单四、总结4.1个人实训小课题在本次实训当中我还用AT89C51完成了秒表地电路设计与调试并且获得了成功，是我对单片机地功能有了进一步地了解，其具体情况如下：4.1.1题目秒表地设计4.1.2原理及调试图6秒表原理图根据相关地单片机材料，利用所学地单片机知识，结合单片机微机仿真实验系统中地软件和硬件（七段数码管，开关电路及时钟信号电路等），编写能够实现该项目地软件程序，最后将软、硬件有机地结合起来，进行有效地调试，最后达到完成该实验课程设计地目地要求.图7秒表调试成功图4.1.3秒表原件清单表3 秒表原件表此课题能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验.使我加深了对单片机课程地全面认识复习和掌握，对单片机课程地应用进一步地了解.掌握了定时器、外部中断地设置和编程地一些原理.4.2结论总结设计中单片机AT89C52在工作时，调整定时器TO,T1来达到合适地定时时间来调整L293D电机驱动芯片地EN1引脚地电平高低切换，使周期上有所变化来达到速度上地调整，实验过程中调试电机速度地过程是一难点，要通过单片机地计算公式来计算相应所需地定时时间使其电机地速度变化有明显地改变.同时INT0口地控制也使实验结果又更加明朗地变化过程.由于设计中使用地是单片机作为核心地控制元件，附以外围电路使本本设计具有功能强、性能可靠、电路简单、成本低地特点，加上经过优化地程序，使其有很高地智能化水平.但是在我们设计和调试地过程中，也发现了一些问题，譬如程序设计水平有限，实际地速度很难确切控制，会超出我们地设计需求范围.4.3心得体会时光飞逝，一转眼，一个学期又进尾声了，本学期地单片机综合课程设计也在一周内完成了.俗话说“好地开始是成功地一半”.说起课程实训，我认为最重要地就是做好设计地预习，认真地研究老师给地题目，选一个自己有兴趣地题目.其次，老师对实验地讲解要一丝不苟地去听去想，因为只有都明白了，做起设计就会事半功倍，如果没弄明白，就迷迷糊糊地去选题目做设计，到头来一点收获也没有.最后，要重视程序地模块化，修改地方便，也要注重程序地调试，掌握其方法.在这次难得地课程设计过程中我锻炼了自己地思考能力和动手能力.通过题目选择和设计电路地过程中，加强了我思考问题地完整性.在实训过程中要注意增加地功能写好程序流程图，在程序流程图地基础上，根据芯片地功能写出相应地程序.然后再进行程序调试和相应地修改，以达到能够实现所要求地功能地目地.五、参考文献1.电子技术基础(模拟部分) 高等教育出版社康华光著2.C程序设计题解与上机指导清华大学出版社谭浩强著3.单片机应用地C语言应用程序设计北京航空航天大学出版社周航慈著4.8051单片机彻底研究基础篇人民邮电出版社林伸茂著5.单片机原理及应用高等教育出版社张毅刚著6.C程序设计清华大学出版社谭浩强著7. 单片机应用系统设计与产品开发人民邮电出版社赵亮编著附录附图开关控制电路附图一附图二驱动电路附图三程序ORG 0000H ;主程序及终端入口LJMP STARTORG 0003HLJMP INTEX0 ;跳转到第78行，外中断0入口ORG 000BHLJMP INTOORG 001BHLJMP INTO1ORG 0023HRETIORG 002BHRETIORG 0100HCLEARMEMIO:MOV TMOD,#10HMOV R2,#14HMOV TL1,#0B0HMOV TH1,#3CHMOV 32H,#00HSETB EX1SETB IT1SETB EX0SETB IT0RETCAT:CLR P1.0RETSTART:MOV SP,#70H ;主程序SETB P1.3CLR P1.2SETB TR1SETB EA SETB P1.1MAIN: LCALL CATLCALL CATAJMP MAINNOPNOPLJMP STARTINTEX0:PUSH ACC ;外中断0入口PUSH PSWCLR TR0CLR EX0JB P3.2,IN0RETINC 32HMOV A,32HCJNE A,#06H,J1CLR P1.1 ;停车程序CLR ET1CLR TR1J1: CJNE A,#01H,J2LCALL STOPSLOWLJMP IN0RETJ2: CJNE A,#02H,J3LCALL STOPSLOW1LJMP IN0RETJ3: CJNE A,#03H,J4LJMP IN0RETJ4: CJNE A,#04H,J5LCALL STOPSLOW1LJMP IN0RETJ5: CJNE A,#05H,J1LCALL GOLJMP IN0RETPOP PSWPOP ACCRETIIN0RET: CLR IE0POP PSWPOP ACCSETB EX0RETISTOPSLOW: SETB P1.1 ;慢车程序MOV TH0,#80HSETB PT1SETB ET0SETB TR0RETINTO: JBC P1.1,LOUTHOUT: SETB P1.1MOV TH0,#80HRETILOUT: MOV TH0,#80HRETISTOPSLOW1: SETB P1.1MOV TH0,#30H;MOV TL0,#3CHSETB PT1SETB ET1SETB TR1RETINTO1: JBC P1.1,LOUT1 HOUT1: SETB P1.1MOV TH0,#30HMOV TL0,#3CHRETILOUT1: MOV TH0,#30H MOV TL0,#3CHRETIGO: SETB P1.1SETB P1.3CLR P1.2CLR ET1CLR TR1RETEND实训成绩评定书指导教师：柳铭2010年7月10日版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.ix6iF。
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摘要本系统以单片机作为控制核心,以模糊控制为主要的控制思想,将原有的依靠模拟电路实现各项功能的直流电源柜改造成数控直流电源柜,调压围在0~250V可调。
在本论文中详细的阐述了在本系统中所用到的三相半控桥式整流电路的工作原理,介绍了所选用的MCS一51系列单片机的性能特点;论述了在本系统中所用到的模糊理论,设计了模糊自整定PID参数控制器,将模糊控制运用在单片机控制系统中；本论文对于系统的硬件及软件设计进行了详细的解释,包括三相半控桥主电路的选择、保护电路的设计、触发模块的设计、检测模块的设计等以及软件的控制思想和编程方法；并且提出了对于实验过程中出现的各种干扰情况所给予的相应的抑制措施。
本系统的设计顺应了目前国外直流电源朝着数字化发展的趋势,充分利用了单片机的优点,使得通用性得到了提高。
在实验过程中使用万利公司生产的INSIGHT52一E型号的单片机仿真器,使用MEDW州开发工具,在WINDOWS环境下进行调试开发,设计完成的直流电源柜基本能够使用。
关键词:电站;电源;单片机;晶闸管;模糊控制AbstractThe control unclear of this system is base on the single chip micro-computer , and use the fuzzy control , transform the dc votager-stabilized power supply based on simulate compenent into a digital one . In this paper , it discussed the theory of three-phase half control ; design the fuzzy controler ; used the fuzzy control in this system . This paper also introduce the plan of hardware and software , including the three-phase circuit、protect circuit、trigger circuit、examine circuit and so in detail . The paper explained the method of control and the thought of software . In regard to the disturb in this system , adopt corresponding methods to avoid it . This system got used to the trend of digital power in the international , used the micro-computer fully , and improve the general use of the power . In the experiment I used the simulator of INSIGHT52-E and the MEDWIN of windows .The experiment is completed in the ship power station institute of ship engine , because work of the laboratory is very busy , there are some disadvantages in this system should be improve .Key words : Power station ; Power ; Single micro-computer ; Thyristor ; Fuzzy control目录摘要IAbstractII1 绪论11.1 课题研究的背景11.2直流调压系统在国外的发展趋势11.3模糊控制算法简介22 可控整流工作原理及单片机的选择32.1概述32.2晶闸管的工作原理和特性32.2.1晶闸管的工作原理32.2.2晶闸管的特性42.3可控整流电路52.3.1三相半控桥式整流电路53 模糊PID控制算法应用分析93.1基于HD的单片机双闭环直流调压系统的控制9 3.2模糊控制理论基础103.2.1模糊控制原理103.2.2模糊控制器的组成113.3基于模糊PID参数自整定的电流环和速度环控制器设计124 系统的硬件设计144.1可控整流电源主电路的设计144.1.1三相半控桥主电路的设计144.2单片机功能设计154.3显示器设计方案174.3.1同步信号形成模块184.3.2数据采集模块194.3.3触发模块205 系统的软件设计255.1系统的总体构成及主程序框图255.2触发模块程序流程图265.3数据采集处理程序流程图285.4模糊自整定PID参数程序流程图306 系统的抗干扰设计32 6.1微机系统中的主要干扰渠道和杭干扰措施32 6.1.1主要干扰渠道326.1.2抗干扰措施326.2印刷电路板的抗干扰设计336.3WATCHDOG技术336.4 CPU抗干扰技术34致35参考文献36附录A37附录B43附录C471 绪论1.1 课题研究的背景电子技术的快速发展，促使直流调压技术逐步从模拟化向数字化转变，特别是随着单片机技术的应用，使控制系统硬件电路简单、实时控制精度高，使直流调压技术又进人—个新的阶段。
智能化、高可靠性已成为直流调压系统的发展趋势，由单片机控制的直流调压系统就剧噘应这—潮流而产生的。
1.2直流调压系统在国外的发展趋势在现代工业中,电动机作为电能转换的传动装置应用广泛,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压。
在可调压系统中,按照传动电动机的类型来分,可分为两大类:直流调压系统和交流调压系统。
交流电动机具有结构简单、价格低廉、维修简便、转动惯量小等优点,但主要缺点为调压较为困难。
相比之下,直流电动机虽然存在结构复杂、价格较高、维修麻烦等缺点,但由于具有较大的起动转矩和良好的起、制动性能以及易于在宽围实现平滑调速,因此直流调压系统至今仍是自动调压系统的主要形式。
直流调压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、自动控制技术和危机应用技术的最新发展成就。
正式这些技术的进步使直流调压系统发生翻天覆地的变化。
其中电机的控制部分已经由穆尼控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制,形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统,并正向全数字控制方向快速发展。
1964年A.Schonung和H.stemmer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。
进入70年代以来,体积小、耗电少、成本低、速度快、功能强、可靠性高的大规模集成电路微处理器已经商品化,把电机控制腿上了一个崭新的阶段,以微处理器为核心的数字控制(简称微机数字控制)成为现代电器传动系统控制器的主要形式。
国发展情况:我国从六十年代初试制成功第一只硅晶闸管以来,晶闸管直流调压系统开始得到迅速的发展和广泛的应用。
用于中、小功率的0.4~200KW晶闸管直流调速装置己作为标准化,系列化通用产品批量生产。
目前,全国各大专院校、科研单位和厂家都在进行数字式直流调压系统的开发,提出了许多关于直流调压系统的控制算法:(1)直流电动机及直流调速系统的参数辨识的方法。
该方法据系统或缓解的输入输出特性,应用最小二乘法,即可获得系统环节的部参数,所获得的参数具有较高的精度,方法简便易行。
(2)直流电动机调压系统的模控制方法。
该方法依据模控制原理针对双闭环直流电动机调速系统设计了一种模控制器,取代常规的PI调节器,成功解决了转速照跳问题,能使系统获得优良的动态和静态性能,而且设计方法简单,控制器容易实现。
(3)单神经元自适应智能可能控制的方法。
该方法针对直流传动系统的特点,提出了单神经元自适应智能控制策略。
这种单神经元自适应智能控制系统不仅具有良好的静、动态性能,而且还具有令人满意的鲁棒性与自适应性。
国外发展概况：着各种微处理器的出现和发展,国外对直流电机的数字控制,调压系统的研究也在不断发展和完善,尤其80年代在这方面的研究达到空前的繁荣。
大型直流电机的调压系统一般采用晶闸管整流来实现,为了提高调速系统的性能,研究工作者对晶闸管触发脉冲的控制算法做了大量研究,提出了模控制算法、I—P控制器取代PI调节器的方法,自适应和模糊PID 算法等等。
1.3模糊控制算法简介以往的各种传统控制方法均是建立在被控对象精确数学模型的基础上,然而,随着系统复杂程度的提高,将难以建立系统的精确数学模型。
在工程实践中,人们发现,一个复杂的控制系统可由一个操作人员凭着丰富的实践经验得到满意的控制效果。
这说明,如果通过模拟人脑的思维方法设计控制器,可实现复杂系统的控制,由此产生了模糊控制。
模糊控制不需要被控对象的数学模型；是一种反映人类智慧的只能控制方法,它采用人类思维中的模糊量,如“高”、“中”、“低”、“大”、“小”等,控制量由模糊推理导出；它易于被人们接受,其核心是控制规则,模糊规则是用语言来表示的,如“今天气温高,则今天天气暖和”等,易于被一般人所接受；它构造容易,其规则易于用软件实现；鲁棒性和适应性好,通过专家经验设计的模糊规则可以对复杂的对象进行有效的控制。
模糊控制方法：该方法对模糊控制理论在小惯性系统上对其应用进行了尝试。
模糊控制理论可以用于直流并励电动机的限流启动和恒速运行控制,并能获得理想的控制曲线。
上诉的控制方法仅是直流电机调压系统应用和研究的一个侧面,国外还有许多学者对此进行了不同程度的研究。
国外发展概况随着各种微处理器的出现和发展,国外对直流电机的数字控制,调压系统的研究也在不断发展和完善,尤其80年代在这方面的研究达到空前的繁荣。
大型直流电机的调压系统一般采用晶闸管整流来实现,为了提高调压系统的性能,研究工作者对晶闸管触发脉冲的控制算法做了大量研究,提出了模控制算法、I一P控制器取代PI调节器的方法,自适应和模糊PID算法等等。
2 可控整流工作原理及单片机的选择2.1概述我国近几十年来,晶闸管制造与应用技术发展迅速,目前己能大规模生产各种类型的晶闸管元件,单个元件容量已达4000V、电流2000A以上。
由晶闸管组成的整流器可以在交流电压不变的情况下,方便的改变直流输出电压的大小,所以可控整流是方便的实现交流到可变直流的方法。
2.2晶闸管的工作原理和特性2.2.1晶闸管的工作原理晶闸管,也称可控硅,使目前应用比较广泛大容量功率变换和控制的主要电力电子器件,具有容量大、效率高、控制特性好、寿命长以及体积小的优点。