基于STM32伺服电机速度控制器设计开题报告

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1、 开开 题题 报报 告告 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 专专 业：业： 指导教师：指导教师： 负责教师：负责教师： 论文题目：论文题目：基于 STM32 伺服电机速度控制器设计 2009 年年 3 月月 9 日日 一、立题意义 通过对本毕业设计题目的研究，可以更加深入的理解闭环控制系统的相关特性，并 且能够更好的掌握广泛应用的伺服电机工作原理，同时，对基于先进的 ARM Cortex 内 核的 STM32 系列处理器能够很好的掌握。本次的毕业设计题目相关的知识包括：电路原 理、模拟电路、数字电路、电机、电力电子技术、电力拖动、自动控制原理、C 语言等， 通过本次的毕业设计，可以有效的培

2、养分析和解决实际问题的综合能力，得到更加全面 的培养和锻炼，使大学所学的基础和专业知识可以在解决实际问题中得到综合的应用， 同时可以更加深入的学习和应用一些工具软件，例如：Protel99se 电路板制作,Matlab 仿真等，掌握电路设计方法、PID 算法，并且有助于学校横向课题的研究工作。 二、研究内容及目标 研究的内容是基于 STM32F103VE 处理器设计一个伺服电机速度控制器。 该控制器的 主要功能是对伺服电机的速度进行闭环控制，主要分两个部分：斩波技术和速度闭环控 制技术。关键技术是速度闭环控制技术。设计工作包括两个部分：硬件控制板与驱动板 设计和软件 PID 算法与 PWM 斩

3、波技术的实现。 研究的目标是采用闭环控制对伺服电机的速度进行有效的控制， 使伺服电机的速度 动态调节响应时间短、稳态误差小，运行更加平稳，同时可靠控制转速方向。设计的驱 动器提供外部接口，可以实现对伺服电机的启停控制、正反方向控制和转速调节控制。 三、实现方案(方法、手段等可行性内容) 本次设计方案控制器采用 STM32F103VE，电机驱动芯片采用 A3906 集成芯片，转速 测量采用光电传感器设计。外围电路设计包括：电机驱动电路、转速检测调理电路等。 光电传感器通过调理电路将电机的转速与方向信号传送给 STM32L103VE 处理器， 将给定 信号与采集信号进行比较，经过 PID 控制算法

4、后输出 PWM 波形，通过 A3906 驱动伺服电 机。首先，查阅相关技术文献并结合自己所学专业知识采用 Protel99se 设计控制电路、 驱动电路和转速检测电路原理图。然后，建立控制系统仿真模型，通过 Matlab 进行 PID 控制算法仿真并调节和改进系统模型参数。在此基础上，分别对硬件设计和软件仿真结 果进行全面的分析和论证，进行必要的调整和改进。最后，采用 Protel99se 设计硬件 PCB 版图，由外加工制作电路板，与此同时进行控制系统的软件设计。硬件 PCB 板拿到 后，开始进行元器件的焊接和电路板测试工作，如果没有问题就开始采用 ARM 开发工具 MDK 对 STM32F103VE 进行软件和硬件的综合调试。 方案实施的过程图如下： 速度闭环控制系统 原理图设计 速度闭环控制系统 PCB版图设计 控制系统建模与PID 控制算法Matlab仿真 焊接元件并测试 速度闭环控制系统 PID算法及程序设计 软硬件综合调试 图图 1 1 方案实施的过程图方案实施的过程图 方案实