直流电机转速测量与控制系统

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1、.山东大学威海分校机电工程学院课程设计课程名称单片机原理与应用课题名称直流电机转速测量与控制系统专业测控学号20078004027姓名刘晨曦任课教师曹立军2010年6月18日...山东大学威海分校机电工程学院课程设计任务书课程名称单片机原理与应用课题直流电机转速测量与控制系统专业班级07测控学生姓名刘晨曦学号20078004027指导老师曹立军审批任务书下达日期2010年5月28日任务完成日期2010年6月18日...设计内容与设计要求设计内容：直流电机200W,电压：24V,调速范围±30%。要求有设计说明书，画出控制系统结构图；闭环转

2、速测控系统的具体设计，包括所选传感器、执行器和控制器的类型、原理、输入输出接口和工作电路等；系统流程图及控制算法；控制系统界面的软件设计，包括程序流程图和实现代码；控制算法的实现，包括程序流程图和实现代码或仿真代码。设计要求：1）确定系统设计方案；2）进行系统的硬件设计；3）完成必要的参数计算与元器件选择；4）完成应用程序设计；5）应用程序的调试。...主要设计条件单片机通过霍尔传感器检测电机的转速，利用单片机实验台上电机转速调节，进行程序设计和调试，调速范围±30%说明书格式1.课程设计任务书2.目录3.总体方案设计4.单元模块设计5.

3、系统功能调试6.设计总结7.程序清单附录附录A系统原理图附录B程序清单进度安排...设计时间为三周第一周：布置课题任务，讲课及课题介绍借阅有关资料，总体方案讨论总体方案第二周：系统设计及调试软件设计及调试第三周：写说明书整理资料...目录目录-5-第1章前言-6-第2章基本原理-7-第3章总体设计思路-9-3.1设计方案-9-第4章电路的设计方案-12-第5章系统功能调试.-19-第6章结论-23-第7章总结与体会-23-第8章参考文献-24-附录1-25-附录2-25-...第1章前言直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平

4、滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的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的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂．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的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。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，从而有效的提高工作效率。

5、...第2章基本原理2.1转速测量原理　　转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法（测频法）、T法（测周期法）和MPT法（频率周期法），该系统采用了M法（测频法）。由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘下方安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比。脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系：　　式中：n为电机转速；P为电机转一圈的

6、脉冲数；T为输出方波信号周期。　　根据式（1）即可计算出直流电机的转速。霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的2个侧面之间产生霍尔电势。其大小和外磁场及电流大小成比例。霍尔开关传感器由于其体积小、无触点、动态特性好、使用寿命长等特点，故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。在这里选用美国史普拉格公司（SPRAGUE）生产的3000系列霍尔开关传感器3013，它是一种硅单片集成电路，器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、史密特触发器和集

7、电极开路输出电路，具有工作电压范围宽、可靠性高、外电路简单<输出电平可与各种数字电路兼容等特点。...　2.2转速控制原理　　直流电机的转速与施加于电机两端的电压大小有关，可以采用C8051F060片内的D/A转换器DAC0的输出控制直流电机的电压从而控制电机的转速。在这里采用简单的比例调节器算法（简单的加一、减一法）。比例调节器的输出系统式为：　　式中：Y为调节器的输出；e（t）为调节器的输人，一般为偏差值；Kp为比例系数。从式（2）可以看出，调节器的输出Y与输入偏差值e（t）成正比。因此，只要偏差e（t）一出现就产生与之成比例的调节作

8、用，具有调节及时的特点，这是一种最基本的调节规律。比例调节作用的大小除了与偏差e（t）有关外，主要取决于比例系数Kp，比例调节系数愈大，调节作用越强，动态特性也越大。反之，比例系数越小，调节作