基于PID的直流电机速度控制系统设计

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基于FPGA的直流电机伺服控制系统设计

作者：张建祥 陆辉山

来源：《科技视界》2016年第04期

【摘 要】为了提高直流电机伺服控制系统的静态调节精度和动态范围，以FPGA为核心开发了电机控制系统，设计了数据采集电路和隔离驱动电路，控制策略采用速度、位置、电流三环控制，并用Verlog HDL语言实现了控制算法。此方案增强了电机负载能力和响应特性，在电机控制领域有着广阔的应用前景。 【关键词】直流电机；FPGA；Verlog HDL Control System of DC Motor Design based on FPGA ZHANG Jian-xiang1 LU Hui-shan1，2

（1.School of Mechanical and Power Engineering， North University of China， Taiyuan Shanxi 030051， China；

2.Key Laboratory of Advanced Manufacturing Tec

辽 宁 工 业 大 学

单片机与接口技术 课程设计（论文）题目：小直流电机调速控制系统

院（系）： 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间：2014-6-30至2014-7-11

课程设计（论文）任务及评语

院（系）： 教研室： 学 号 课程设计（论文）题目 用0809采样电位器的值，并在显示器上显示，将此信号作为方波占空比，用过0832输出经放大后控制电机转速。 学生姓名 专业班级 小直流电机调速控制系统 课程设计（论文）任务 软件设计：1.拟定调速控制系统图，编程程序流程图2.程序编写 要求： 1、根据题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路,并用计算机绘制出电路原理图以及程序流程图。 2、认真独立完成所规定的设计

学校代码 学 号

分类号 密 级 公 开

本科毕业论文（设计）

题目：基于单片机的直流电动机的控制

(中、英文)

作 者 姓 名： 专 业 名 学 科 门 类： 指 导 教 成 绩 评 定：

摘 要

随着微电子和计算机技术的发展，直流电机的要求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，并在国民经济各个领域都有应用。研究直流电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。

因为单片机具有集成度高、处理功能强、可靠性好、结构简单、价格低廉、易于使用等优点，所以论文采用51系列单片机进行控制系统的设计，由硬件设计和软件设计两部分组成。其中，硬件设计主要包括单片机最小系统、键盘控制模块、直流电动机驱动模块、复位电路模块、晶振电路模块等功能模块的设计。软件设计包括主程序以及各个模块的控制程序，最终实现对直流电机转动方向及转动速度的控制。系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。

关键词：直流电动机；转速控制；方向控制

Abstract

Along with the deve

基于单片机的直流电机控制系统的设计

I

基于单片机的直流电机控制系统的设计

摘 要

本设计主要研究设计一款PWM直流电机调速系统。该系统能够利用单片机对用户通过按键输入的控制信号进行处理，然后利用驱动器对电机进行速度和方向的控制，同时把电机运行状态信息显示在LCD显示器上。在完成对系统的基本分析后，对硬件的电路进行了调试，然后对所有模块电路进行调试。只要有了整个系统的信号连接方式和全部电路的原理图设计就可以更方便的发掘硬件挑选方案的可行性和优点。给系统就提供了空间平台。这是整个系统的的核心部分，也是本篇设计的核心。最后将整个检测系统进行软硬件联调，根据已经设计完成的电路图和系统功能需求，完成硬件电路的制作与软件程序的开发。在对整个系统完成测试后确定了系统设计的有效性。

关键词：单片机；硬件电路设计；系统仿真；系统调试

II

The design of dc motor control system based on single chip microcomputer

ABSTRACT

This design mainly study design a PWM dc motor speed control system.

The s

xxxx大学

毕 业 论 文（设计）

题 目：姓 名：学 院：专 业：班 级：学 号：指导教师：基于TL494的PWM直流电机控制系统设计

机电工程学院 电气工程及其自动化 2006.01

2010 年 6 月 18 日

毕业论文（设计）诚信声明

本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

论文（设计）作者签名： 日期： 年

学校代码 10722 学 号

分类号 密 级 公 开

本科毕业论文（设计）

题目：基于单片机的直流电动机的控制

(中、英文)

Control of DC motor based on SCM

作 者 姓 名： 专 业 名 称：电气工程及其自动化 学 科 门 类： 工 科 指 导 教 师： 提交论文日期： 二0一四年五月 成 绩 评 定：

摘 要

随着微电子和计算机技术的发展，直流电机的要求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，并在国民经济各个领域都有应用。研究直流电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。

因为单片机具有集成度高、处理功能强、可靠性好、结构简单、价格低廉、易于使用等优点，所以

学校代码 10722 学 号

分类号 密 级 公 开

本科毕业论文（设计）

题目：基于单片机的直流电动机的控制

(中、英文)

Control of DC motor based on SCM

作 者 姓 名： 专 业 名 称：电气工程及其自动化 学 科 门 类： 工 科 指 导 教 师： 提交论文日期： 二0一四年五月 成 绩 评 定：

摘 要

随着微电子和计算机技术的发展，直流电机的要求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，并在国民经济各个领域都有应用。研究直流电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。

因为单片机具有集成度高、处理功能强、可靠性好、结构简单、价格低廉、易于使用等优点，所以

学校代码 10722 学 号

分类号 密 级 公 开

本科毕业论文（设计）

题目：基于单片机的直流电动机的控制

(中、英文)

Control of DC motor based on SCM

作 者 姓 名： 专 业 名 称：电气工程及其自动化 学 科 门 类： 工 科 指 导 教 师： 提交论文日期： 二0一四年五月 成 绩 评 定：

摘 要

随着微电子和计算机技术的发展，直流电机的要求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，并在国民经济各个领域都有应用。研究直流电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。

因为单片机具有集成度高、处理功能强、可靠性好、结构简单、价格低廉、易于使用等优点，所以

学号：1008421057

本科毕业论文（设计）

(2014届)

直流无刷电机控制系统的设计

院 系 电子信息工程学院 专 业 电子信息工程 姓 名 胡杰 指导教师 陆俊峰 陈兵兵

高 工 助 教

2014年4月

合肥师范学院2014届本科毕业论文（设计）

摘 要

无刷直流电机的基础是有刷直流电机，无刷直流电机是在其基础上发展起来的。现在无刷直流电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位，但是无刷直流电机已经受到了很大的关注。

自上世纪以来，人们的生活水平在不断地提高，人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化，而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展，人们对电机的要求也在不断地改变。现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等，由此无刷直流电机的应用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。

本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动无刷直流电机，主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片，通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。

关键词：控制系统

摘要

论文以直流电机为研究对象，应用了FPGA技术，设计出了一种全数字的步进电机控制系统。

本论文分析了直流电机工作原理及其具体的控制过程，并阐述了FPGA的设计原理以及所涉及的相关芯片，然后对所用的硬件语言VHDL的知识进行简要地介绍，这些为论文的具体设计提供了理论基础。

本系统针对实现直流电机的调速，设计了一种符合要求的并连续可调的脉冲信号发生器，对整个系统进行模块化设计，并且每个子模块都通过了仿真测试。系统采用模块化的设计思路，使系统的设计和维护更加方便，也提高了系统性能的可扩展性。

FPGA、VHDL以及EDA工具构成的数字系统集成技术，是本设计的核心部分，该技术具有操作灵活、利用广泛及价廉等特点。系统设计采用全数字化的控制方案，使系统更紧凑、更合理及经济节约。由于系统的数字化，使整个系统运行得十分可靠，调试也极为方便。

关键词： 直流电机，可编程门阵列，硬件描述语言

Abstract

In this paper, DC motor as the study, with the application of FPGA technology, designs an all-digital stepper motor control