采用pwm调制技术实现对直流电机转速的控制

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1、采用PWM调制技术实现对直流电机转速的控制陈宁坡(河北科技大学信息科学与工程学院)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控制是最早发展起来的控制策略之一，长期以来形成了典型的结构，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，而在实际中，由于现场的系统参数、温度等条件发生变化，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

2、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。关键词：数字PID；PWM脉冲；占空比；无静差调节ThePWMmodulationtechniquetoachievethecontroloftheDCmotorspeedCHENningpo（CollegeofInformationScienceandEngineering，HebeiUniversityofScienceandTechnology）Abstract:Inthemotioncontrolsystem,thecontrolofelectromotor'srotatespeedisofgr

3、eatimportance,therearealotofspeedcontrolarithmeticsandmethods,theanalogPIDcontrolisoneoftheearliestdevelopedcontrolpolicieswhichhasformedtypicalstructure,itsparametricsettingisconvenientandit'seasytomeetnormalcontrol'sdemand,butasthewholecontrolprocessisfixedoncetheparameterhasbeensetwhi

4、lepracticallythechangesofthoseconditionslikethesystemparametersandtemperatureoftheenvironmentprohibitthesystemfromreachingitsbestcontroleffect,sotheanalogPIDcontrollerbarelyhassatisfiedeffect.Withthedevelopmentofcomputertechnologyandintelligentcontroltheory,thedigitalPIDtechnologyisthriv

5、ingwhichcanachievetheanalogPID'scontroltasksandconsistsofmanyadvantageslikeflexiblecontrolarithmeticsandhighreliability,itiswidelyusednow.Keywords：digitalPID；PWMimpulse；dutyfactor；astaticmodulation目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用。本次设计主要是利用PID控制技术对直流电机转速的控制。其设计思路为：以AT89S51单片机为

6、控制核心，产生占空比受PID算法控制的PWM脉冲实现对直流电机转速的控制。同时利用光电传感器将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机中，构成转速闭环控制系统，达到转速无静差调节的目的。在系统中采128×64LCD显示器作为显示部件，通过4×4键盘设置P、I、D、V15四个参数和正反转控制，启动后通过显示部件了解电机当前的转速和运行时间。因此该系统在硬件方面包括：电源模块、电机驱动模块、控制模块、速度检测模块、人机交互模块。软件部分采用C语言进行程序设计，其优点为：可移植性强、算法容易实现、修改及调试方便、易读等。1PID算法及PWM控制技术简介1.1PID算法控制算法是微机

7、化控制系统的一个重要组成部分，整个系统的控制功能主要由控制算法来实现。目前提出的控制算法有很多。根据偏差的比例（P）、积分（I）、微分（D）进行的控制，称为PID控制。实际经验和理论分析都表明，PID控制能够满足相当多工业对象的控制要求，至今仍是一种应用最为广泛的控制算法之一。下面分别介绍模拟PID、数字PID及其参数整定方法。1.2数字PID在DDC系统中，用计算机取代了模拟器件，控制规律的实现是由计算机软件来完成的。因此，系统中数字控制的设计，实际上是计算机算法的设计。由于计算机只能识别数字量，不能对连续的控制算式直接进行运算，故在计