直流电机转速闭环控制课程设计

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1、计算机控制技术课程设计报告设计课题：直流电机转速闭环控制（采用单片机教学实验系统）班级：报告人：指导教师完成日期：2011年9月22日重庆大学本科学生《计算机控制技术基础》课程设计任务书课程设计题目直流电机转速闭环控制（采用单片机教学实验系统）学院自动化学院专业自动化专业年级（1）已知参数和设计要求1）用单片机产生PWM方波调制直流电机以一定速率旋转，人为给一个速度漂移，霍尔元件测出速度并根据PID算法跟踪校正速度漂移。2）要求用LED或LCD时实显示电机速度。3）要求在10秒内PID算法纠正速率漂移。（2）实现方法采用单片机教学实验系统实现（限＜4人选做）学生应完成的工作：1）硬件设

2、计：要求完成控制系统桐阁：绘制完整的控制系统电原理阁：说明各功能模块的具体功能和参数；结合实验室现有的单片机教学实验系统进行系统组成，对整个系统的工作原理进行全面分析，论述其结构特点、工作原理、优、缺点和使川场合。分析和论述系统采用的主要单元的工作原理和特性。2）软件设计：要求合理分配系统资源，完成且流电机转速闭环控制的程序设计（如：系统初始化；主程序；A/D转换；D/A转换；标度变换；显示与键盘管理；控制算法处玴；输出等）。3）对设汁控制系统进行系统联调。4）编写课程设计报告：按统-论文格忒、统-•报吿纸和报吿的各要素【封而、任务45、目录、摘耍、序言、主要内容（ti括设计总体思路、

3、设计步骤、原理分析和相欠知识的引用等）、总结、各组员心得体会、参考书及附录（包括系统框图、程序流程图、电原理图和程序原代码）】进行编写，字数要求不少于4000字，要求设计报告论理正确，逻辑性强，文理通顺，层次分明，表达确切。目前资料收集情况（含指定参考资料）：《计算机硬件技术基础实验教程》黄勤等编著重庆大学出版社《单片微型计算机机与接U技术》李群芳等编著电子工业出版社《计算机控制技术》王建平等编著高等教育出版社课程设计的工作计划：（1）2011年9月19日熟悉设计任务和要求（2）2011年9月20曰确定设计方案。（3）2011年9月21曰硬件调试。（4）2011年9月22日软件及系统调

4、试。（5）2011年9月23U设计答辩。任务下达日期2011年9月19日指导教师（签名）名）完成日期2011年9月24日学生（签说明：1、学院、专业、年级均填全称，如：光电工程学院、测控技术、2003o2、本表除签名外均可采川计算机打印。本表不够，可另附页，似应在页脚添加页码。摘要在运动控制系统中，电机转速控制占有至关重要的作用，其控制算法和手段有很多，模拟PID控制足最早发展起来的控制策略之一，长期以来形成丫典型的结构，并且参数整定方便，能够满足一般控制的要求，但由于在模拟PID控制系统中，参数一旦整定好后，在整个控制过程中都是固定不变的，而在实呩屮，由于现场的系统参数、温度等条件发

5、生变化，使系统很难达到最佳的控制效果，因此采用模拟PID控制器难以获得满意的控制效果。随着计算机技术与智能控制理论的发展，数字PID技术渐渐发展起来，它不仅能够实现模拟PID所完成的控制任务，而且具备控制算法灵活、可靠性高等优点，应用面越来越广。木设计以上面提到的数字HD为基木控制算法，以SST89EE554RC单片机为控制核心，产生占空比受数字PID算法控制的PWM脉冲实现对直流电机转速的控制。同吋利用霍尔传感器将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机屮，实现转速闭环控制，达到转速无静差调节的目的。在系统中采数码管和4X4键盘作为人机交互界面，启动后可以通过显示部件了解电机当前的转速。该

6、系统控制简单，反应灵敏，具有很强的抗干扰能力。前言一.总体设计方案二.硬件单元模块设计(1)单片机控制单元(2)直流电机驱动单元(3)基于霍尔传感器的测速模块(4)LED显示模块三.软件功能调试(1)主程序设计(2)PWM波软件软件设计(3)显示子程序(4)键盘处理子程序(5)定时处理程序(6)测速软件设计叹设计总、结17五•参考文献17W寸$17在工业控制领域中，直流电机是常见的机电装置，以单片机为控制器对电机进行控制，运用串口通信技术实现电机的远程测控。通过采用周期测量法测量电机的转速，运用PWM技术实现对电机的驱动控制，为直流电机的控制提供了一种低成本高精度的测控方案。在工业自动

7、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，KU现代智能控制系统屮，对电机的控制耍求越来越精确和迅速，对环境的适应耍求越來越高。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屮，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乂迅速的控制，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