单片机课程设计--微型直流电机控制系统设计

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1、 1 2014 单片机课程设计 题题 目目 微型直流电机控制系统设计微型直流电机控制系统设计 专专 业业 班班 级级 20112011 电气自动化电气自动化 03 03 学学 号号 姓姓 名名 分分 数数 实实 现现 形形 式式 自 搭系统自 搭系统 指指 导导 教教 师师 学学 院院 名名 称称 电 气 信息学院电 气 信息学院 2 1 绪论绪论 随着时代的发展，数字电子技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个 领域，此文将介绍一种直流电机，详细阐述了用单片机输出口所给占空比的不同 实现电机的调速的设计方法；着重讨论 pwm 控制用于电机驱动时特有的优势。直 流电机调速具有相当的实际意义。依

2、据其调速的基本理论，本电路由模拟电源、 控制电路、显示电路、驱动电路四部分组成。准确说就是模拟电源提供各个芯片 电源、数码管、驱动芯片所需电压；显示电路用于显示电动机转动时的速度大小 及正反转所表示的代码。与传统的电动机调速相比具有操作方便。 文章中介绍了直流电动机的工作原理、基本组成环节，电路分析、特殊元 器件简介，设计方案的提出，更进一步说明了这类电机的好处。讨论了目前研究 工作中存在的问题，并对其发展的方向进行了展望，给出了一些个人的观点。 1.1 课题背景课题背景 电动机作为最主要的机电能量转换装置， 其应用范围已遍及国民经济的各个 领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，

3、国防，航空航天，医 疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电 冰箱，空调，DVD 等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在 所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分 之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电 动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是 指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器， 可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电动机的转 速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。从 20 世纪 80 年

4、代中后 期起，以晶闸管整流装置取代了以往的直流发电机电动机组及水银整流装置，使 直流电气传动完成一次大的跃进。 同时， 控制电路也实现了高度集成化、 小型化、 高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应 用范围不断扩大，直流调速技术不断发展。 随着微型计算机、超大规模集成电路、新型电子电力开关器件和新型传感器 的出现，以及自动控制理论、电力电子技术、计算机控制技术的深入发展，直流 3 电动机控制也装置不断向前发展。 微机的应用使直流电气传动控制系统趋向于数 字化、智能化，极大地推动了电气传动的发展。近年来，一些先进国家陆续推出 并大量使用以微机为控制核心的直流电气传

5、动装置，如西门子公司的 SIMOREG K 6RA24、ABB 公司的 PAD/PSD 等等。 随着现代化步伐的加快，人们生活水平的不断提高，对自动化的需求也越来 越高，直流电动机应用领域也不断扩大。例如，军事和宇航方面的雷达天线，火 炮瞄准，惯性导航，卫星姿态，飞船光电池对太阳得跟踪等控制；工业方面的各 种加工中心，专用加工设备，数控机床，工业机器人，塑料机械，印刷机械，绕 线机，纺织机械，工业缝纫机，泵和压缩机等设备的控制；计算机外围设备和办 公设备中的各种磁盘驱动器，各种光盘驱动器，绘图仪，扫描仪，打印机，传真 机， 复印机等设备的控制； 音像设备和家用电器中的录音机， 录像机， 数码相

6、机， 洗衣机，冰箱，电扇等的控制。 随着计算机，微电子技术的发展以及新型电力电子功率器件的不断涌现，电 动机的控制策略也发生了深刻的变化。电动机控制技术的发展得力于微电子技 术， 电力电子技术， 传感器技术， 永磁材料技术， 微机应用技术的最新发展成就。 变频技术和脉宽调制技术已成为电动机控制的主流技术。 正是这些技术的进步使 电动控制技术在近二十年内发生了很大的变化。其中，电动机控制策略的模拟实 现正逐渐退出历史舞台，而采用微处理器，通用计算机，FPGA/CPLD，DSP 控制 器等现代手段构成的数字控制系统得到了迅速发展。 电动机的驱动部分所采用的 功率器件经历了几次的更新换代以后，速度更快，控制更容易的全控