直流电机PID调速报告

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1、....目录摘要1关键词1第一章绪论21.1设计目标21.2设计内容21.3其他要求21.4团队分工3第二章总体方案设计32.1直流电机调速原理32.2PWM脉宽调制原理42.3直流电机调速方案52.4PID算法概述62.5硬件设计72.5.1MCU硬件结构72.5.2MCU最小系统72.5.3键盘设计82.5.4电机驱动L298N92.5.5LCD显示模块102.5.6硬件电路图(整体)112.6软件设计11第三章个人设计工作133.1主函数133.2PWM波形发生函数143.3PID控制函数143.4LCD显示函数16设计总结

2、17参考文献18附录19学习资料....摘要转速是直流电机运行中的一个重要物理量，如何准确、快速测量出电机转速，并且实现对电机的调速在实际工作中具有非常大的使用价值。直流电机具有非常好的调速性能，目前，在一些对调速性能要求比较严格的场合中，主要使用的还是直流调速系统。本文阐述了利用硬件和软件相结合的方法来进行对电机的测速和调速,硬件方面以AT89C51型号的单片机为核心，与驱动电路、测速电路、键盘和LCD显示模块构成硬件系统。其中LED采用动态显示方式，键盘采用查询方式实现。软件上通过用C语言编程,通过PID算法产生PWM信号的输

3、出，通过中断计时调节占空比,可以实现调节输出电压的目的,而且输出电压可以无级连续调节，再结合电机驱动芯片，即可实现直流电机的调整、变极等基本功能。利用单片机作为控制核心设计直流电机的调速系统，解决以往复杂的模拟电路设计问题，增加对直流电机速度的可控性，提高调速系统的精度，且成本低廉，具有很好的使用价值。关键词：PWM脉冲波；PID控制；占空比；调速；学习资料....第一章绪论1.1设计目标 设计一套基于单片机的直流电机控制器，控制直流电机的正转、反转、加速以及减速等。1.2设计内容 1、根据设计要求，分析并论证设计方案。 2、确定

4、各主要模块及主要器件，设计详细的电路图，并进行仿真，验证设计方案的可行性。3、实物制作并进行调试。4、根据调试结果完善设计。 5、撰写实验报告。1.3其他要求1、根据要求，在第3周进行方案设计（第三周周五上午10点检查方案设计情况），方案中应包括原理说明、电路设计、分析计算等内容。第6周进行具体实物设计和调试并完成设计报告。2、可根据情况，在方案中针对计算分析、电路实现等为重点做具体设计。3、设计报告中应对设计路线和方法进行详细的说明，说明所设计的方案、具体环节的工作原理、实现过程，并附上详细的图形、图形的编号等。4、按时完成设计

5、报告。设计报告应清晰、层次分明，说理充分、内容详实，不得少于3000字。报告格式请严格按照重庆邮电大学自动化学院课程设计统一格式撰写。设计报告应每人一份，不雷同，否则不记成绩。5、设计完成后，将综合设计报告交指导教师，并由指导教师提问答辩，设计成绩根据设计情况、考勤、报告内容和答辩情况决定，分为A、B、C、D等。学习资料....1.4团队分工本设计由5位同学组成，每位同学负责的主要任务如表1.1所示。表1.1团队分工序号姓名学号任务系数主要负责任务120132123950.21硬件模块的设计220132124680.22硬件模块的

6、设计320132124920.23程序设计420132127930.16仿真调试520132127980.18总体方案设计第二章总体方案设计2.1直流电机调速原理根据直流电动机的转速公式，可见，其调速方式有电枢串电阻调速、电枢电源电压调速和弱磁调速三种，其中直流电机转速n的表达式为：n=U-IaRa+R/CeΦ其中：U代表电枢电压；代表电枢电流；Ra+R表示电枢电路总电阻；表示每极磁通电枢串电阻调速：他励、并励直流电动机拖动负载运行时，保持电源电压及励磁电流为额定值，在电枢回路串入不同的电阻值，电动机运行在不同的转速，电动机的机械

7、特性斜率随电枢回路串入电阻R变化，调速范围只能在基速（运行于固有机械特性上的转速）与零转速之间调节。这种调速方法的特点是设备简单、调节方便；缺点为调速范围限于在基速与零速之间调节，调速效率较低，电枢回路串入电阻后使得电动机机械特性变软，负载变化引起电动机产生较大的转速变化，转速稳定性差。学习资料....电枢电源电压调速:直流电动机电枢回路不串接电阻，单独由一个可调节的直流电源供电，最高电压不超过额定电压；励磁绕组由另一电源供电，一般保持励磁磁通为额定值。这种调速方式的特点为改变电枢电源电压，电动机机械特性硬度不变，电动机低速稳定性

8、好；若电枢电源电压能够连续调节，则能够实现无级调节电动机转速，且平滑性好，而被广泛采用。不足是调压设备的投资费用较高。弱磁调速：保持直流电动机电枢电源电压不变、电枢回路不串接电阻，电动机拖动负载转矩小于额定转矩时，减小直流电动机励磁磁通，电动机转速