直流电动机转速控制系统原理图

煤炭工程学院课程设计

题目：直流电动机转速控制系统

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

日期：

1

摘要

当今社会，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，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、PID控制等，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，光耦、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。

电机在各行各业发挥着重要的作用,而电机转速是电机重要的性能指标之一,因而测量电机的转速和电机的调速,使它满足人们的各种需要,更显得重要，而且随着科技的发展,PWM调速成为电机调速的新方式。

随着数字技术的迅速发展，微控制器在社会的各个领域得到了广泛的应用，

煤炭工程学院课程设计

题目：直流电动机转速控制系统

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

日期：

1

摘要

当今社会，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，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、PID控制等，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，光耦、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。

电机在各行各业发挥着重要的作用,而电机转速是电机重要的性能指标之一,因而测量电机的转速和电机的调速,使它满足人们的各种需要,更显得重要，而且随着科技的发展,PWM调速成为电机调速的新方式。

随着数字技术的迅速发展，微控制器在社会的各个领域得到了广泛的应用，

中北大学计算机控制课程设计说明书

目 录

1引言 ................................................................ 1 2 设计任务与要求 ..................................................... 1 2.1 设计任务 ........................................................ 1 2.2 设计要求 ........................................................ 1 3 本课程设计的意义 ................................................... 1 4 应用软件介绍 ....................................................... 2 4.1 Proteus仿真软件 .................................................. 2 4.2 Keil软件 ....................

指导教师评定成绩：

审定成绩：

自动控制原理课程设计报告

设计题目：两台直流电动机同步控制系统（速度控制）

单位（二级学院）:

学 生 姓 名:

专 业:

班 级:

学 号:

指 导 教 师：

目 录

一、摘要……………………………………………………………………2 二、控制对象的分析………………………………………………………3

1.工作原理……………………………………………………………3 2.系统运行方框图……………………………………………………4 3.分析系统过程………………………………………………………4

4.建立数学模型求系统的传递函数…………………………………5

（1）控制器………………………………………………………5 （2）驱动电路………

基于PWM直流电动机控制系统的设计

基于PWM直流电动机控制系统的设计

摘 要

直流电机是人类最早发明和应用的一种电机。与交流电机相比，直流电机因其结构复杂、维护困难、价格较贵等缺点制约它的发展，应用不如交流电机广泛。但由于直流电机具有良好的启动、调速、和制动性能，因此在工业领域中仍占有一席之地。随着电力电子技术的发展，直流电机调速已有逐步被交流电机调速取代的趋势，但从供电的质量和可靠性来看，直流电机仍有一定优势。PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来获得所需要波形（含形状和幅值）。改变脉冲的占空比就是对脉冲宽度进行调制，这是因为输入和所需输出都是直流电压，因此脉冲既是等幅的，也是等宽的，仅仅是对脉冲的占空比进行调制。 本文设计了直流电机控制系统的基本方案，阐述了该系统的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。本设计系统以单片机AT89C52为核心，附以外围电路，实现直流电机调速的系统，运用单片机的运算和处理能力和L298电机驱动芯片来实现电机的手动加速、减速调速等智能控制系统。并运用软件Proteus进行仿真。

关键字：PWM信号；单片机；直流电

基于PWM直流电动机控制系统的设计

基于PWM直流电动机控制系统的设计

摘 要

直流电机是人类最早发明和应用的一种电机。与交流电机相比，直流电机因其结构复杂、维护困难、价格较贵等缺点制约它的发展，应用不如交流电机广泛。但由于直流电机具有良好的启动、调速、和制动性能，因此在工业领域中仍占有一席之地。随着电力电子技术的发展，直流电机调速已有逐步被交流电机调速取代的趋势，但从供电的质量和可靠性来看，直流电机仍有一定优势。PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来获得所需要波形（含形状和幅值）。改变脉冲的占空比就是对脉冲宽度进行调制，这是因为输入和所需输出都是直流电压，因此脉冲既是等幅的，也是等宽的，仅仅是对脉冲的占空比进行调制。 本文设计了直流电机控制系统的基本方案，阐述了该系统的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。本设计系统以单片机AT89C52为核心，附以外围电路，实现直流电机调速的系统，运用单片机的运算和处理能力和L298电机驱动芯片来实现电机的手动加速、减速调速等智能控制系统。并运用软件Proteus进行仿真。

关键字：PWM信号；单片机；直流电

设计报告正文

第一章 直流电动机转速自动控制系统的组成原理

1.1 广义对象的组成原理

1.1.1 被控对象直流电动机工作原理和被控制量

1、被控对象：电动机

被控量：电动机的转速

2、直流电动机的原理：基于电磁感应定律，即：运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电势；或者说匝线链线圈的磁通发生变化，在线全中产

生感应电势。

N极下到导体中的电流流出纸面，用表示。

S极下到导体中的电流流出纸面，用表示载流导体在磁场中受到电磁力的作用。如果导体在磁场中的长度为L，其中流过的电流为i,导体所在的磁通密度为B，那么导体受到的磁力的值为 F=BLI 式中，F的单位为牛顿（N）；B的单位为韦伯/米2（Wb/m2）;L的单位为米（m）；I的单位为安（A）；力F的方向用左手定则来确定。

1.1.2 功率放大器的组成原理

功放的作用是通过对控制信号的功率放大以产生足够的功率来驱动执行机构。 功率放大器的工作原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率将电源转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电

设计报告正文

第一章 直流电动机转速自动控制系统的组成原理

1.1 广义对象的组成原理

1.1.1 被控对象直流电动机工作原理和被控制量

1、被控对象：电动机

被控量：电动机的转速

2、直流电动机的原理：基于电磁感应定律，即：运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电势；或者说匝线链线圈的磁通发生变化，在线全中产

生感应电势。

N极下到导体中的电流流出纸面，用表示。

S极下到导体中的电流流出纸面，用表示载流导体在磁场中受到电磁力的作用。如果导体在磁场中的长度为L，其中流过的电流为i,导体所在的磁通密度为B，那么导体受到的磁力的值为 F=BLI 式中，F的单位为牛顿（N）；B的单位为韦伯/米2（Wb/m2）;L的单位为米（m）；I的单位为安（A）；力F的方向用左手定则来确定。

1.1.2 功率放大器的组成原理

功放的作用是通过对控制信号的功率放大以产生足够的功率来驱动执行机构。 功率放大器的工作原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率将电源转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电

.

.. 温

度

控

制

电

机

转

速

学院：机电学院

班级：机电111

学号：201100384110

姓名：刘爱华

.

.. 1 引言

直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的不断进步，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的稳定性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。

2 设计任务与要求

2.1 设计任务

温度控制直流电动机转速

2.2 设计要求

（1）、使用AT89C51单片机为核心，使用4位集成式数码管显示当前温度，温度传感器使用DS18B20，使用L298驱动直流电动机。

（2）、用4位集成式数码管显示当前温度，当温度在C 045≥时，直流电动机在L298驱动下加速正转，温度在C 075≥全速正转；当温度C 01

直流电动机双闭环调速系统

一、 系统发展背景

直流电动机双闭环调速系统是一种当前应用广泛，经济的电力传动系统，在现代化工业生产中已经得到广泛应用，具有良好的起、制动性能和调速性能，易于在大范围内平滑调速，且调速后的效率很高。针对直流电机调速的方法也很多，目前国内外也研究了一些调速的控制器。例如已经用于实际生产的直流电机无级电子调速控制器采用国际先进的IGBT大功率模块器件和独特自行设计的PWM微电子控制技术，以及节能反馈电路和丰富的保护功能控制电路。适用于无轨机车、矿山井下窄轨机车、磨床、木工机械、服装制作、纺织、造纸印刷等场所。

二、系统原理图

R电流互感器C2负R1U0RC1RR2载A-+-+可控硅电路SMR速度调节器电流调节器+TGUI

三、 系统方块图

扰动作用 给定信号UI负载变化转速电位器A+速度调节器 +_电流调节器可控硅电路直流电动机_U0电流互感器反馈信号TG

四、 系统的工作原理分析

总述：分析系统原理图，可知这是一个双闭环调速系统，在双闭环系统中，系统的输出量通过检测装置引向系统的输入端，与系统的输入量进行比较，由于扰动作用使被控参数偏离给定值，从而产生偏差，调节器将此偏差信号进行调节，并输出