电力拖动课程设计--开环控制的PWM直流调速系统设计与实现

1、 拖动系统课程设计拖动系统课程设计 报告书报告书 题目： 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 第 2 页 任务书任务书 课题名称：开环控制的 PWM 直流调速系统设计与实现 课程设计任务： 1、查找文献，掌握直流电动机 PWM 调速的基本工作原理； 2、设计直流电动机开环调速系统，建立系统模型并进行仿真试验； 3、设计并调试基于 51 单片机的 H 桥驱动控制电路； 4、设计速度调节器算法，对开环系统进行负载试验； 课程设计要求： 1、能独立设置电机速度（按键设置或滑动变阻器设置或上位机设置） ； 2、能显示当前电机的实际速度（单位为：r/min）; 3、能控制电机启动、停止、正反转、软启动和

2、软制动； 课程设计内容： 1、设计直流电动机开闭环调速系统总体方案； 2、建立系统数学模型，并设计电流调节器和转速调节器算法； 3、直流电机的控制电路、驱动电路、保护电路及其检测电路设计 4、 基于单片机的开环调速系统软件程序设计； 任务下达日期： 2015 年 6 月 3 日 设计日期： 2015 年 6 月 9 日 第 3 页 摘要摘要 本次设计先通过上网查找资料，了解直流电机PWM开环调速系统的原理及其特性。再通过 PROTUES电路仿真PWM波形控制输出并设计该开环直流电机调速系统硬件电路。此次设计的系 统可通过按钮实现正反转调节，实现电机的7档调速，并且在LCD屏幕中实时显示出电机的

3、状 态，包括正反转，档位以及电机转速。该系统有如下优点：需用的大功率可控器件少，线路 简单；调速范围宽：电流波形系数好，附加损耗小；功率因数高。 关键词：开环 直流电机 PWM 51单片机 第 4 页 目录目录 1 系统概述 . 6 2 硬件电路设计 7 2.1 主控制模块 . 7 2.1.1 单片机管脚介绍： 8 2.1.2 晶振电路与复位电路 9 2.2.3 矩阵键盘 . 9 2.2 脉冲整形触发电路设计.10 2.3 LCD1602 11 2.4 电机参数.12 2.5 电机驱动模块 12 2.5.1 模块描述 .12 2.5.2 模块接口说明 12 2.5.3 模块使用说明 .13 3

4、 软件设计 13 3.1 操作说明13 3.2 c 程序设计 14 3.2.1 LCD1602 14 3.2.2 矩阵键盘读取 14 3.2.3 占空比计算 15 3.2.4 PWM 信号产生 .15 3.2.5 转速计算 .16 3.2.6 换向 .16 4 系统调试 17 4.1 PWM 信号调试17 4.2 电机转速测试 18 5 结束语 19 6 参考文献 19 7 附录20 7.1 设计图纸20 第 5 页 7.2 元器件清单 20 7.3 程序 .21 第 6 页 1 系系统概述统概述 该直流电机调速系统是以 STC89C52 单片机为核心，配以相应硬件电路，完成电机启动停 止控制、正反装控制以及 1-7 档电机转速选择等功能。实际运用时，用户可以根据自己需求 来设置电机档位或电机的正反转，起停。 PWM 直流电机调速系统主要由矩阵键盘、单片机、脉冲整形触发电路、电机驱动模块等 部分组成。其中矩阵键盘用于控制电机各种功能的实现。电机上装有 41 线码盘，电机转一周 形成 41 个脉冲，通过脉冲整形触发电路接入 52 单片机的 I/O 口进行计数并用于计算电机转