基于基于单片机控制的直流电动机PWM调速系统设计控制的直流电动机PWM调速系统设计.doc

基于单片机控制的直流电动机PWM调速系统设计
青岛理工大学

1.研究目的：
近年来，随着科技的进步，电力电子技术得到了迅速的发展，直流电机得到了越来越广泛的应用。直流它具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调速范围广;过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转;需要能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求，从而对直流电机的调速提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速，改变电枢电压调速等技术已远远不能满足要求，这时通过PWM方式控制直流电机调速的方法应运而生。
2.项目内容：
通过PWM方式控制直流电机调速的方法。冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。PWM控制技术就是以该结论为理论基础，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。控制方式来改变电压的占空比实现直流电机速度的控制。文章中采用了C程序来控制单片机，产生PWM信号。并自动调节PWM信号的占空比。将信号输入L298驱动芯片从而达到控制直流伺服电机的效果。该程序能使电机先正转加速再正转减速到0然后反转加速再减速到0.而电机采用的是价格低廉的直流有刷电机。另使用一个反应灵敏的数字电压表观察直流伺服电机两端的电压。
3.推广价值：
直流电机调速系统是以低价位的单片微机STC89c52为核心的调速系统。目前，已经有多种方法来实现对电机调速，相对于其他用硬件或者硬件与软件相结合的方法实现对电机进行调速，采用PWM软件方法来实现的调速过程具有更大的灵活性和更低的成本。它能够充分发挥单片机的效能，为简易速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。
4、特色与创新点：
1）本装置采用较低成本的器件设计制作，且误差较小，完全满足速度控制系统的要求，具有较高的性价比。
2）PWM控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点。
3）实现了用数字方式来控制模拟信号，可以大幅度降低成本和功耗。
4）由于开关频率高,快速响应特性好,动态抗干扰能力强,可以获得很宽的频带;开关器件只工作在开关状态,主电路损耗小,装置效率高。
5）PWM 具有很强的抗噪性，且有节约空间、比较经济等特点 呵5软件部分

6、硬件部分：
5、单片机最小系统图