数字式直流调速控制系统设计毕业论文.doc

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1、数字式直流调速控制系统设计毕业论文目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1直流电机概述21.2数字直流调速控制技术21.3本文主要工作41.3.1硬件设计41.3.2软件设计4第二章硬件控制方案52.1单片机控制单元52.2按键电路设计62.3数码管原理82.4PWM波驱动电机原理92.5DAC0832原理102.6光电编码器原理132.7三角波发生器工作原理152.7.1555定时器结构组成和工作原理152.7.2三角波发生器工作原理152.874HC573地址锁存器182.8.174HC5

2、73特点182.8.2原理说明182.8.374HC573作用192.974HC138译码器202.9.1概述202.9.2原理202.9.3真值表212.10运算放大器222.10.1.概述222.10.2.原理232.10.3.特点232.10.4.主要性能指标232.10.5.作用方式232.10.6常用电路242.11稳压电源电路272.11.1原理272.11.2LM7812稳压芯片272.12LCR0202线性光耦29III2.12.1介绍292.12.2.主要特征302.12.3.应用场

3、合302.12.4.原理图302.13CC4051八选一电子开关312.13.1介绍312.13.2控制方式312.13.3逻辑符号312.13.4引脚图312.13.5逻辑表达式312.14本章小结33第三章软件控制方案343.1主程序设计353.2按键模块353.3显示模块383.4单片机控制产生正弦波模块393.5转速检测模块393.6本章小结40第四章系统调试414.1电机运转414.2正弦波输出414.2.1程序电路图414.2.2程序运行结果414.2.3Proteus调试与仿真424.3

4、本章小结424.4存在问题及解决方案43总结44致谢45参考文献46附录1原理图47附录2程序481.电动机加减速程序482.电动机正反转程序483.恒速运行程序494.数码管显示程序505.独立按键按一次加1程序526.测速程序537延时子程序558单片机产生正弦波程序55IIIIII第一章绪论1.1直流电机概述电动机简称电机，是使机械能与电能相互转换的机械，直流电机把直流电能转化为机械能。作为机电执行元件，直流电机内部有一个闭合的主磁路。主磁通在主磁路中流动，同时与两个电路交联，其中一个电路是用以

5、产生磁通的，称为激磁电路；另一个电路是用来传递功率的，称为功率回路或电枢回路。现行的直流电机都是旋转电枢式的，也即，激磁绕组及其所包围的铁芯组成的磁极为定子，带换向单元的点数绕组和电枢铁芯结合构成直流电机的转子。直流电机有一下4个方面的优点：（1）调速范围广，且易于平滑调节。（2）过载、起动、制动转矩大。（3）易于控制，可靠性高。（4）调速时的能量损耗性较小。所以，在调速要求高的场所，如轧钢机、轮船推进器、电车、电气铁道牵引、高炉送料、造纸、纺织、拖动、吊车、挖掘机、卷扬机拖动等方面，直流电机均得到了

6、广泛的应用。直流电机的基本参数：1.转矩——电机得以旋转的力矩，单位为kg.m或N.m。2.转矩系数——电机所产生转矩的比例系数，一般表示每安培电枢电流所产生的转矩大小。3.摩擦转矩——电刷、轴承、换向单元等因摩擦而引起的转矩损失。4.启动转矩——电机启动时所产生的旋转力矩。5.转速——电机旋转的速度，工程单位为r/min,即转每分。在国际单位制中为rad/s,即弧度每秒。556.电枢电阻——电枢内部的电阻，在有刷电机里一般包括电刷与换向器之间的接触电阻，由于电阻中流过电流会发热，因此总希望电枢电阻尽

7、量小。7.电枢电感——因为电枢绕组由金属线圈组成，必然存在电感，从改善电机运行性能的角度来说，电枢电感越小越好。8.电气时间常数——电枢电流从0开始达到稳定值的63.2%时所经历的时间。测定电气时间常数时，电机应处于堵转状态并施加阶跃性质的驱动电压。工程上，常常利用电枢绕组的电阻Ra和电感La求出电气时间常数：Te=La/Ra9.机械时间常数——电机从启动到转速达到空载转速的63.2%时所经历的时间。测定机械时间常数时，电机应处于空载运行状态并施加阶跃性质的阶跃电压。工程上，常常利用电动机转子的转动惯

8、量J，电枢电阻Ra、电机反电动势系数Ke和转矩系数Kt求出机械时间常数:Tm=(J*Ra)/(Ke*Kt)10.转动惯量——具有质量的物体维持其固有运动状态的一种性质。11.反电动势常数—电机旋转时，电枢绕组内部切割磁力线所感应的电动势相对于转速的比例系数称发电系数或感应电动势系数1.2数字直流调速控制技术55微机出现于20世纪70年代，随着大规模和超大规模集成电路制造工艺的迅速发展，微机的性能越来越高，价格越来越便宜。此外，电力电子技术的发展，使大功率