文献综述基于单片机的直流电机转速控制

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1、东海科学技术学院毕业论文（设计）文献综述题目：基于单片机的直流电机转速控制系：学生姓名：专业：班级：指导教师：起止日期：“基于单片机的直流电机转速控制”文献综述一、概述在工农业生产和工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中，常需要测量和控制其转速。控制转速的方法分为模拟式和数字式两种。模拟式采用控速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。数字式通常采用光电编码器、圆光栅、霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号【1】。随着微型计算机的广

2、泛应用，单片机技术的日新月异，特别是高性能单片机的出现，转速控制普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，使系统能达到更高的性能。在对发动机动力性能做定量分析时，需要测量和控制发动机转速；在判断旋转动力的异常情况时，也通常采用测量和控制转速的方法。电机转速的测量和控制方案可分成两类：用测速发电机检测或用脉冲发生器检测。测速发电机的工作原理是将转速转变为电压信号，它运行可靠，但体积大、精度低，且由于测量值是模拟量，必须经过A／D转换后读入计算机[2]。随着超大规模集成

3、电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。由于单片机在测量转速方面具有体积小、性能强、成本低的特点，越来越受到企业用户的青睐[3]。二、研究历史与现状随着计算机辅助设计技术、微机电系统技术、光纤技术、信息理论以及数据分析算法不断迈上新的台阶，传感器系统正朝着微型化、智能化和多功能化的方向发展。转速控制是机械产品的研究开发、测试分析、质量检验、安全或优化控制等工作中所必不可少的内容。转速是旋转机械动力输出的重要指标，是检验产品是否合格的标志之一，是计

4、算机械功率和效率的必需参数。转速传感器从最初的光学机械变形类发展到电磁感应类、相位差类，到现在应用最广泛的应变测量类【4】。随着低功耗微电子技术的发展，各类转速传感器被赋予了新的生命，其性能也越来越好，可测的精度与转速也越来越高。转速控制是现代工业自动控制系统中一个重要问题。因此，转速控制装置种类繁多，各有千秋。但各种方法都存在问题，例如，发电式转速计设有整流子，换向时有火花，产生干扰，输出电压有波动，电刷和抉向器需要经常维。而且传感器结构复杂，不易安装，对被测轴有影响；涡流式转速计具有测量精度易受环境温度影

5、响的缺点；即便是利用光电变换原理将被涮旋转体的转速信号转换为电脉冲信号的光电式测速传感器，也存在探头光学系统调节田难，安装烦锁，不抗振动等缺点[5]。转速测控方法有频率法和周期法，这两种测控方法都是对脉冲进行测控，且各有优势。周期法测控的是单位脉冲所需的时间，该方法在被测控的转速较低(相邻两转速脉冲信号间隔时间较大)时，才有较高的测控精度，其测控精确度随转速的增大而降低，适于低速测控[6]。自从美国仙童(Fairchild)公司研制的世界第一台单片微型机F8出现后，从此,单片机开始迅速发展,应用领域也在不断扩

6、大，单片机的发展过程通常可以分为以下几个发展过程。1.一代单片机(1974-1976):这是单片机发展的起步阶段。在这个时期生产的单片机特点是,制造工艺落后和集成度低,而且采用双片形式。典型的代表产品有Fairchild公司的F8和Mostek387公司的3870等。2.第二代单片机(1976-1978):这是单片机的第二发展阶段。这个时代生产的单片机虽然已能在单块芯片内集成CPU,并行口,定时器,RAM和ROM等功能部件,但性能低,品种少,应用范围也不是很广,典型的产品有Intel公司的MCS-48系列机。

7、3.第三代单片机(1979-1982):这是八位单片机成熟的阶段。这一代单片机和前两代相比,不仅存储容量和寻址范围大,而且中断源,并行I/O口和定时器/计数器个数都有了不同程度的增加,更有甚者是新集成了全双工串行通信接口电路。在指令系统方面,普遍增设了乘除法和比较指令【7】。这一时期生产的单片机品种齐全,可以满足各种不同领域的需要。代表产品有Intel公司的MCS-51系列机,Motorola公司的MC6801系列机,TI公司的TMS7000系列机,此外,Rockwell,NS,GI和日本松下等公司也先后生产

8、了自己的单片机系列。经历了以上几个发展阶段，单片机技术已经渗透到人类生活的方方面面，在家用电器、通讯产品等电子设备中都可以见到单片机。三、存在的问题分析测控齿盘装在发射光源(红外线发光二极管)与接收光源的装置(红外线接收三级管)之问，红外线发光二极管负责发出光信号，红外线接收三级管负责接收发出的光信号，产生电信号，每转过一个齿，光的明暗变化经历了一个正弦周期，即产生了正弦脉冲电信号[8]。由于红外光