直流电机速控制系统设计

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1、.辽宁工业大学计算机控制技术课程设计（论文）题目：直流电机转速控制系统设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化074学号：070302098学生姓名：王宇指导教师：（签字）起止时间：2010-12-15到2010-12-24...课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化学号070302098学生姓名王宇专业班级自动化074课程设计题目直流电机转速控制系统设计课程设计（论文）任务课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数实现功能直流电动机作为执行元件，广泛应用于工业控制中，本设计要求采用单片机作为控制

2、芯片，控制算法采用常规的PID控制，加上相应的输入输出通道，构成一个单闭环控制系统，使电机转速稳定运行，并实时显示转速值。设计任务及要求1、确定系统设计方案，包括单片机的选择，输入输出通道，键盘显示电路；2、建立被控对象的数学模型；3、推导PID控制算式，设计PID算法的程序流程图或程序清单；4、仿真研究，验证设计结果。5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。技术参数电机参数：他励直流电动机，额定电压36V，额定功率2.2KW，额定转速2000转/分。设计指标：稳态运行时最大超调量小于20%进度计划布

3、置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）被控对象建模（1天）算法推导，程序设计（3天）仿真研究（2天）撰写、打印设计说明书（2天）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日...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

4、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。本文章介绍了由51单片机以及直流电机、矩阵键盘、LCD和传感器构成的转速闭环控制系统。其中传感器负责对电机转速进行测量，并将测量的结果反馈给控制中心，并由控制中心将之与设定值进行比较得到偏差，再由偏差产生直接控制作用去消除偏差。文章不但介绍了基于单片机的转速控制系统的软件设计，

5、还涉及了硬件设计方法。文中介绍系统不但可以实现手动控制，还有无人值守，自动调速功能。关键词：直流电机闭环控制单片机矩阵键盘LCD...目录第1章绪论1第2章课程设计的方案22.1概述22.2系统组成总体结构2第3章硬件设计33.1控制器33.2测速发电机33.3A/D转换和D/A转换器33.4晶闸管整流控压43.5键盘模块53.6显示器63.7整体结构原理图7第4章软件设计84.1主流程设计84.2按键功能部分94.3PID控制部分94.4参数确认104.5LCD显示部分11第5章实验试验结果12第6章课程设计总结13参

6、考文献14部分程序15...第1章绪论直流电气传动系统中需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有以下几种:第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。但缺点是效率低、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。第二，三十年代末，出现了发电机—电动机(也称为旋转变流组)，配合采用磁放大器、电机扩大机、闸流管等控制器件，可获得优良的调速性能，如有较宽的调速范围(十比一至数十比一)、较小的转速变化率和调速平滑等。特别是当电

7、动机减速时，可以通过发电机非常容易地将电动机轴上的飞轮惯量反馈给电网，这样，一方面可得到平滑的制动特性，另一方面又可减少能量的损耗，提高效率。但发电机—电动机调速系统的主要缺点是需要增加两台与调速电动机相当的旋转电机和一些辅助励磁设备，因而体积设备较多、体积大、费用高、效率低、安装需要地基、运行有噪声、维修困难等。第三，自出现汞弧变流器后，利用汞弧变流器代替上述发电机—电动机系统，使调速性能指标又进一步提高。特别是它的系统快速响应性是发电机—电动机系统不能比拟的。但是汞弧变流器仍存在一些缺点:维修还是不太方便，特别是水银

8、蒸汽对维护人员会造成一定的危害等。第四，1957年，世界上出现了第一只晶闸管，与其它变流元件相比，晶闸管具有许多独特的优越性，因而晶闸管直流调速系统立即显示出强大的生命力。由于它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列优点，采用晶闸管供电，不仅使直流调速系统经济指标上和可靠性有所提高，而且在技术性能上也