直流电动机转速控制系统设计

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 ....................

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

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………

.

.. 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

!!!学院毕业设计

设计总说明

在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。据资料统计，现在有的90%以上的动力源自于电动机，电动机与人们的生活息息相关，密不可分。随着现代化步伐的迈进，人们对自动化的需求越来越高，使电动机控制向更复杂的控制发展。

近年来由于微型机的快速发展，国外交直流系统数字化已经达到实用阶段由于以微处理器为核心的数字控制系统硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件温度漂移的影响，且单片机具有功能强、体积小、可靠性好和价格便宜等优点，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱之一。其控制软件能够进行逻辑判断和复杂运算，可以实现不同于一般线性调节的最优化、自适应、非线性、智能化等控制规律。所以微机数字控制系统在各个方而的性能都远远优于模拟控制系统且应用越来越广泛。

现在市场上通用的电机控制器大多采用单片机和DSP。但是以前单片机的处理能力有限，对采用复杂的反馈控制的系统，由于需要处理的数据量大，实时性和精度要求高，往往不能满足设计要求。近年来出现了各种单片机，其性能得到了很大提高，价格却比DSP低很多。其相关的软件和开发工具越来越多，功能也越来越强，但价格却在不断降低。现在，越来越多的厂家开

!!!学院毕业设计

设计总说明

在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。据资料统计，现在有的90%以上的动力源自于电动机，电动机与人们的生活息息相关，密不可分。随着现代化步伐的迈进，人们对自动化的需求越来越高，使电动机控制向更复杂的控制发展。

近年来由于微型机的快速发展，国外交直流系统数字化已经达到实用阶段由于以微处理器为核心的数字控制系统硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件温度漂移的影响，且单片机具有功能强、体积小、可靠性好和价格便宜等优点，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱之一。其控制软件能够进行逻辑判断和复杂运算，可以实现不同于一般线性调节的最优化、自适应、非线性、智能化等控制规律。所以微机数字控制系统在各个方而的性能都远远优于模拟控制系统且应用越来越广泛。

现在市场上通用的电机控制器大多采用单片机和DSP。但是以前单片机的处理能力有限，对采用复杂的反馈控制的系统，由于需要处理的数据量大，实时性和精度要求高，往往不能满足设计要求。近年来出现了各种单片机，其性能得到了很大提高，价格却比DSP低很多。其相关的软件和开发工具越来越多，功能也越来越强，但价格却在不断降低。现在，越来越多的厂家开

基于PIC18F458的直流电动机PWM调速控制系统设计

摘要：当今，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。长期以来，直流电动机因其转速调节比较灵活，方法简单，易于大范围平滑调速，控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。它广泛应用于数控机床、工业机器人等工厂自动化设备中。随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。为此，研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。 本文设计是一套基于PIC单片机的直流电机控制器，作为其配套的试验装置。论文根据系统的要求完成了整体方案设计和系统选型，针对所设计的控制方案对控制系统的软、硬件设计作了详细论述。硬件部分先作了整体设计，然后介绍了以PIC16F458单片机为核心的硬件构成，对键盘电路、测量电路、显示电路等作了详细阐述;软件部分采用模块化设计思想，编制了各个模块的流程图。论述了软件的设计思想和方法;实现了对直流电动机转动参数的设置、启动、停止、加速、减速和显示等功能。利用PIC系列芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统