基于avr的直流电动机双闭环调速系统

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1、基于AVR的直流电动机双闭环调速系统摘要：在各类机电系统中,由于直流电机具有良好的起动、制动和调速性能,直流调速技术已广泛运用于工业领域的各个方面。最常用的直流调速技术是脉宽调制(PWM)直流调速技术,它具有调速精度高、响应速度快、调速范围宽和耗损低等特点。文中采用AVR单片机ATmega16产生PWM信号、L298驱动、行列式键盘控制及LCD显示，并采取转速、电流双闭环PID算法对直流电机进行调速控制的直流电机PWM调速系统。关键词：AVR；双闭环；PWM；直流电机调速AVR-baseddual-loopDCmotorspeedregulationsystemAbstract:Inv

2、ariousmechanicalandelectricalsystems,duetoDCmotorhasagoodstart,brakingandspeedcontrolperformanceofDCdrivetechnologyhasbeenwidelyusedinindustry,allaspectsofthefieldofaerospace.Themostcommonlyusedtechniqueispulse-widthmodulatedDCspeed(PWM)DCconvertertechnology,whichhasspeed,highprecision,fastrespo

3、nse,widespeedrangeandlowandthewearandtear.ThispaperpresentsaPWMgeneratedbytheAVRmicrocontrollerATmega16signal,L298-driven,thedeterminantofthekeyboardcontrolandLCDdisplay,andtotakespeed,thecurrentdual-loopPIDalgorithmtoDCmotorspeedcontrolofDCmotorPWMspeedcontrolsystem.Keywords:AVR；Double-loop；PWM

4、；DCMotorSpeedControl目录1绪论11.1绪论11.2直流电动机简介11.3直流电机工作原理21.4直流电机的励磁21.4.1他励电机励磁21.4.2自励电机励磁31.5直流电机的优越性31.6直流电动机应用42选题背景42.1问题的提出42.2解决方案43系统总设计方案53.1设计思路53.2方案论证与设计53.2.1系统控制设计方案论证与选择53.2.2电机控制电路的设计63.2.3键盘电路的设计63.2.4显示电路的设计63.2.5速度测量电路的设计63.2.6电流检测电路设计63.3系统组成：63.4ATMEGA控制电路73.5电源及ISP83.6主要电路单元的

5、设计83.6.1L298驱动接口83.6.1.1.控制逻辑93.6.1.2.L298原理图103.6.2显示电路设计103.6.2.1.液晶模块接线图103.6.2.2.1062接口说明113.6.2.3.基本操作时序113.6.3键盘电路设计113.6.3.1.行列式键盘电路113.6.3.2.按键抖动123.6.3.3.去抖方法123.6.4电机测速电路设计123.6.5光电编码器的工作原理：133.6.5.1.绝对式编码器133.6.5.2.增量式编码器143.6.5.3.转速转向信号处理143.6.6电枢电流测量153.6.6.1.测量方法153.6.6.2.AVR数模转换特点

6、154系统软件设计与实现164.1PWM软件设计184.1.1产生PWM信号4种方法184.1.2AVR单片机输出PWM的程序194.2转向与速度检测194.2.1测速原理194.2.2脉冲数字（P/D）转换方法204.2.3M/T法测速软件设计204.2.4M/T法数字测速软件图214.2.5转向的判断234.3电流检测原理234.3.1AD转换程序234.4调节器的设计244.4.1电流调节器的设计244.4.2转速调节器的设计274.5PID程序流程图：295系统调试结果306总结31致谢32参考文献33基于AVR的直流电动机双闭环调速系统专业班级：06自动化姓名：张旺宝指导教师

7、：宁宇副教授1绪论1.1绪论当今，自动化控制系统己经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流调速控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。本文主要研究直流调速系统，它主要由三部分组成，包括控制部分、功率部分、直流电动机。长期以来，直流电动机因其具有调节转速比较灵活、方法简单、易于大范围内平滑调速、控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。微机技术的快速发展，在控制领域得到广泛应用。本文对基于微机控制的双闭环可逆直流PWM调速系统进行