直流电机调速实验实验总结

实验五 直流电机闭环调速控制

2011级测控一班 王婷婷 2011134128

一、实验目的

1．掌握用PID控制规律的直流调速系统的调试方法； 2．了解PWM调制、直流电机驱动电路的工作原理。 二、实验设备

计算机控制技术（二）、PCI数据采集卡（含上位机软件） 三、实验原理

直流电机在应用中有多种控制方式，在直流电机的调速控制系统中，主要采用电枢电压控制电机的转速与方向。

功率放大器是电机调速系统中的重要部件，它的性能及价格对系统都有重要的影响。过去的功率放大器是采用磁放大器、交磁放大机或可控硅（晶闸管）。现在基本上采用晶体管功率放大器。PWM功率放大器与线性功率放大器相比，有功耗低、效率高，有利于克服直流电机的静摩擦等优点。

PWM调制与晶体管功率放大器的工作原理： 1.PWM的工作原理

图5-1 PWM的控制电路

图5-1所示为SG3525为核心的控制电路，SG3525是美国Silicon General公司生产的专用 PWM控制集成芯片，其内部电路结构及各引脚如图5-2所示，它采用恒频脉宽调制控制方案，其内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。调节Ur的大小，在A、B两端

1 绪 论

1.1 直流调速的优点

直流调速系统，特别是双闭环直流调速系统是工业生产过程中应用最广的电气传动装置之一。它通常采用三相全控桥式整流电路对电动机进行供电，从而控制电动机的转速，传统的控制系统采用模拟元件，如晶体管、各种线性运算电路等，虽在一定程度上满足了生产要求，但是因为元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，并且线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，从而致使系统的运行特性也随之变化，故系统运行的可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故。

双闭环直流调速系统是一个复杂的自动控制系统，在设计和调试的过程中有大量的参数需要计算和调整，运用传统的设计方法工作量大，系统调试困难，将SIMULINK用于电机系统的仿真研究近几年逐渐成为人们研究的热点。同时，MATLAB软件中还提供了新的控制系统模型输入与仿真工具SIMULINK，它具有构造模型简单、动态修改参数实现系统控制容易、界面友好、功能强大等优点，成为动态建模与仿真方面应用最广泛的软件包之一。它可以利用鼠标器在模型窗口上“画”出所需的控制系统模型，然后利用SIMULINK提供的功能来对系统进行仿真或分析，从而使得一个复杂系统的输入变得相当容易且直观。

1.2

桂林电子科技大学

实验报告

2015 -2016 学年第二学期

开 课 单 位 海洋信息工程学院 适用年级、专业 14级机械设计制造及其自动化 课 程 名 称 《机电传动与控制实验》 主 讲 教 师 周旋 课 程 序 号 1520624 课 程 代 码 BS1601054X0 实 验 名 称 《直流电机认识实验》 学 号 1416010516 姓 名 林亦鹏

直流电机认识实验报告

一、实验目的 1.学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 2.认识在直流电机实验中所用的电机，仪表，变阻器等组件及使用方法。 3.熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的连线，起动，改变电机转向与调速的方法。 二、实验原理 组件 导轨 1台 ZQ16测功直流电机1台 ZVA-1型直流组

直流电机调速电路的设计

一. 课程设计的目的：

通过本课程的学习，学生应具备以下能力：交、直流电路分析计算测量能力；电子线路的分析与应用能力；电子器件的应用能力；常用仪器仪表的使用能力等。同时培养学生严谨的科学作风，为后续专业课的学习和从事工程技术工作奠定坚实的理论和实践基础。 二．设计方案论证： 1． 思路：

电磁调速异步电动机又称滑差电机，它是一种恒转矩交流无级变速电动机。由于它具有调速范围广、速度调节开滑、起动转矩大、控制功率小、有速度负反馈的自动调节系统时机械特性硬度高等一系列优点。直流电动机的调速是由电磁调速异步电动机的 调速控制。电磁异步电动机主要是由主电路，控制电路和保护电路等几大部分组成，改变触发角，改变直流电压，达到调速的目的。 2． 设计方法：

电磁调速异步电动机结构与工作原理

电磁调速异步电动机是由普通鼠笼式异步电动机、电磁滑差离合器和电气控制装置三部分组成。异步电机作为原动机使用，当它旋转时带动离合器的电枢一起旋转，电气控制装置是提供滑差离合器励磁线圈励磁电流的装置。，图2－19是其结构示意图。它包括电枢、磁极和励磁线圈三部分。电枢为铸钢制成的圆筒形结构，它与鼠笼式异步电动机的转轴相连接，俗称主动部分；磁极做成爪形结构

佛山科学技术学院课程设计

姓名-学号 成绩 分组序号 同组人员（签名） 本人贡献排名

指导教师（签名）

1

佛山科学技术学院课程设计

摘要

本设计基于单片机STC90C516RD+为核心，以小型直流电机为对象，以L9110芯片为驱动核心，通过4个按键，实现直流电机的启动，速度和方向的控制，并通过液晶LCD1602显示出来。对直流电机进行速度测量的原理，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。实时测量电机的实际转速，并显示出来。

采取传统的调速系统主要有以下的缺陷：模拟电路容易随时间飘移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。而用PWM技术后，避免上述的缺点，实现了数字式控制模拟信号，可以大幅度减低成本和功耗。并且PWM调速系统开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流，低速特性好；同时，开关频率高，快响应特性好，动态抗干扰能力强，可获很宽的频带；开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小，装置的效率高，具有节约空间、经济好等特点。

关键词： 单片机；PWM；直流电机；L9110；

2

佛山科学技术学院课程

实验一 直流电机调速系统的数学模型

一、实验目的

1．通过实验掌握直流电机PWM开环调速控制方法。 2．掌握PWM功率放大H桥芯片LMD18200T的应用方法。

3．掌握开关电源PWM控制芯片SG3525A在直流调速系统中的应用。 4．掌握直流调速系统的数字模型的建立方法。

二、实验线路

实验线路如图1所示，所发的元件按图1所示焊接好，检查核对无误后，接上30V电源，在U4的2脚处断开与运放U3的连接，U4的2脚接一10K的电位器，称为PR1（图1中没画），电位器电源电压为5V，电位器的滑动端接U4的2脚，即Uc接电位器PR1的中点，调节该电位器PR1即可改变Uc的大小，实现直流电机的开环速度控制。

图1 实验电路

三、实验内容

1 PWM环节数学模型测定 调节PR使SG3525A的13脚输出的PWM波形占空比为50%，测量SG3525A 2脚的输入电压及PWM环节的输出电压，填入表1。改变PR，按不同的占空比测量2脚的电压和PWM环节输出电压，填入表1。

表1 PWM环节数学模型测试表 空比比 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Vc(2pin) V

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

某某学 院

单片微机原理及应用课 程 设 计

题 目 基于单片机直流调速设计与制作 系 (部) 信息工程系 班 级 某

姓 名 某某某 学 号 12345678912 指导教师 老师 老师 老师

2012 年 1 月 4 日至 1 月 8 日 共 1 周

2012年 1 月 8 日

单片微机原理及应用课程设计任务书

一、设计题目、内容及要求 设计题目：基于单片机直流电机调速设计与制作 设计内容： （1）选择合理的电子器件设计出直流电机驱动电路，该直流电机工作电压为5V，功率为0.2W。 （2）设计并搭建遮断式光电开关驱动电路，利用光电开关测量直流电机的转速。 （3）通过4个数码管显示电机转速数据。 （4）利用单片机产生PWM波形控制直流电机转速，并且可以通过按钮控制电机加速、减速、正反转切换。 设计要求： 1、根据题目要求进行控制系统总体设计。 2. 完成系统硬件电

存档日期： 存档编号：

本科生毕业设计（论文）

论 文 题 目： 直流电机双闭环调速系统设计 姓 名： 徐震杰 学 院： 电气工程及自动化 专 业： 自动化 班 级 、 学 号： 10电51 10285038 指 导 教 师： 甘良志

江苏师范大学教务处印制

江苏师范大学本科生毕业设计 直流电机双闭环调速系统设计

摘 要

直流调速系统的控制一般都是由转速、电流反馈来完成的，它的静态性能和动态性能都是十分杰出的，正是由于它的这些优点使其使用范围也很广泛。其主要通过晶闸管可控整流电源来调节电源的大小。根据题目的设计要求，调速系统一共有两个控制器，它们分别是转速控制器（ASR）和电

自动控制原理实验

实验报告

直流电机转速控制设计

一、实验目的

1、了解直流电机转速测量与控制的基本原理。

2、掌握LabVIEW图形化编程方法，编写直流电机转速控制系统程序。 3、熟悉PID参数对系统性能的影响，通过PID参数调整掌握PID控制原理。

二、实验设备与器件

计算机、NI ELVIS II多功能虚拟仪器综合实验平台、LabVIEW软件、万用表、12V直流电

机、光电管，电阻、导线。

三、实验原理

直流电机转速测量与控制系统的基本原理是：通过调节直流电机的输入电压大小调节电 机转速；利用光电管将电机转速转换为一定周期的光电脉冲、采样脉冲信号，获取脉冲周期。将脉冲的周期变换为脉冲频率，再将脉冲频率换算为电机转速；比较电机的测量转速与设定转速，将转速偏差信号送入PID控制器，由PID控制器输出控制电压，通可变电源输出作为直流电机的输入电压，实现电机转速的控制。

四、实验过程

（1）在实验板上搭建出电机转速光电检测电路

将光电管、直流电机安装在实验板上的合适位置，使得直流电机的圆片恰好在光电管之 中，用导线将光电管与相应阻值的电阻相连，并将电路与相应的接口相连，连接好的电路图如下。

（2）编写程序，实现PID控制

SP为期望转速输出，是