毕业设计开题报告-基于51单片机的pwm直流电机调速系统设计

《毕业设计开题报告-基于51单片机的pwm直流电机调速系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、西安交通大学城市学院本科毕业设计（论文）开题报告题目基于51单片机的PWM直流电机调速系统设计所在系电气与信息工程系学生姓名XX专业测控技术与仪器班级测控XXX学号XXXXX指导老师XXXXXX教学服务中心制表2014年3月对题目的陈述1.选题意义与国内外研究现状，主要研究内容及技术方法1.1选题的研究目的及意义现代工业的电力拖动一般都要求局部或全部的自动化，因此必然要与各种控制元件组成的自动控制系统联系起来，而电力拖动则可视为自动化电力拖动系统的简称。在这一系统中可对生产机械进行自动控制。在如今的现实生活中，自动化控制系统已在各行各业得到广泛

2、的应用和发展，其中自动调速系统的应用则起着尤为重要的作用。虽然直流电机不如交流电机那样结构简单、价格便宜、制造方便、容易维护，但是它具有良好的起制动性能，宜于在广泛的范围内平滑调速，所以直流调速系统至今仍是自动调速系统中的主要形式。随着电力电子技术的发展，开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和GBT成为主流，脉宽调制技术表现出较大的优越性：主电路线路简单，需要用的功率元件少；开关频率高、电流容易连续、谐波少、电机损耗和发热都较小；低速性能好、稳速精度高，因而调速范围宽；系统快速响应性能好，动态抗扰能力强；主电路元件工作在开关状态

3、、导通损耗小、装置效率较高。近年来，微型计算机技术发展速度飞快，以计算机为主导的信息技术作为一崭新的生产力，正向社会的各个领域渗透，直流调速系统向数字化方向发展成为趋势。1.2国内外研究现状直流电机脉冲宽带调制（Pulse　Width　Modulation――简称PWM）调速系统产生于７０年代中期。最早用于不可逆、小功率驱动，例如自动跟踪天文望远镜、自动记录仪表等。近十多年来，由于晶体管器件水平的提高及电路技术的发展，同时又因出现了宽调速永磁直流电机，它们之间的结合促使PWM技术的高速发展，并使电气驱动技术推进到一个新的高度。在国外，PWM最早

4、是在军事工业以及空间技术中应用。它以优越的性能，满足那些高速度、高精度随动跟踪系统的需求。近十年来，进一步扩散到民用工业，特别是在机床行业、自动生产线及机器人等领域中广泛应用。如今，电子技术、计算机技术和电机控制技术相结合的趋势更为明显，促使电机控制技术以更快的速度发展着。随着市场的发展，客户对电机驱动控制要求越来越高，希望它的功能更强、噪声更低、控制算法更复杂，而可靠性和系统安全操作也摆上了议事日程，同时还要求马达恒速向变速发展，还要符合全球环保法规所要求的严格环境标准。进入２１世纪后，可以预期新的更高性能电力电子器件还会出现，已有的各代电力

5、电子元件还会不断地改进提高。1.3主要研究内容及技术方法本课题设计的直流PWM调速系统采用的是调压调速。系统主电路采用大功率GTR为开关器件，H桥单极式电路为功率放大电路的结构。PWM调制部分是在单片机开发平台之上，运用汇编语言汇编控制。由定时器来产生宽度可调的矩形波。通过调节波形的宽度来控制H电路中的GTR通断时间，以达到调节电机速度的目的。增加了系统的灵活性和精确性，使整个PWM脉冲的产生过程得到了大大的简化。本设计以51单片机为核心，以键盘作为输入达到控制直流电机的启停、速度和方向，完成了基本要求和发挥部分的要求。在设计中，采用了PWM技

6、术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。任务要求如下(1)、直流电机的转速范围：1～1000转/秒(2)、用PWM波调速(3)、调速精度：1转(4)、可实时显示直流电机的转速，设定转速后可快速变化到设定转速(5)、对系统进行测试和结果分析(6)、用相关语言进行软件编程(7)、利用Proteus软件设计并验证直流电路的调速控制可行性分析：本课题通过介绍直流电机的工作原理和数学模型、脉宽调制控制原理和H桥电路基本原理设计了驱动电路的总体结构，根据模型，利用Proteus软件对各个子电路及整体电路进行了仿真，确保设计的电路能够满足性能

7、指标要求，并给出了仿真结果。2.课题研究的方案设计（方法、手段、技术路线、可行性论证)2.1.技术路线(1)直流电机工作原理(2)直流电动机的驱动电路和增量式光电编码器电路设计(3)按键控制和显示电路的设计(4)用C语言进行软件编程(5)在Proteus环境下完成系统的硬件电路和仿真2.2.设计方法(1)直流电机原理的熟悉工作原理：电磁力定律载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流导体互相垂直，作用在导体上的电磁力大小为：f=B·Ｉ·Ｌ其中，B:磁场密度　Ｌ：导体长度Ｉ：电流力的方向用左手定则确定。(2)设计键盘控制和显示电路a、键盘控制

8、加入五个按键，分别控制步进电机开/关和4个不同位置量(不同脉冲个数)b、显示电路运用LCD显示设定脉冲值、反馈脉冲值、实际位置值(3)C语言软件编程系