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基于单片机的直流电机PWM调速控制.doc

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《综合实践1》报告 实践项目名称:基于单片机的直流电机PWM调速控制 班 级: 通信工程081 姓 名: 商秀川 学 号: 2008132053 指导教师: 何鹏 完成日期: 2010-5- 摘要 文章设计了以单片机AT89C51控制直流电机脉宽调制(PWM)单片机; 直流电机;调速; Abstract A kind of speed regulation system of Pulse Width Modulation (PWM) for DC motor composed of microcontroller AT89C51 was designed. The basic methods of PWM regulating DC motor speed are explained. Programs in KeilC51, program flow chart and a simulation result in Proteus are presented. Clockwise and anticlockwise rotation, acceleration and deceleration of the motor are achieved in hard circuit. Keywords:Single Chip; DC motor; PWM speed regulator system; 第一章 绪论 课题背景 在实际应用中,电动机作为把电能转换为机械能的主要设备,一是要具有较高的能量转换效率;二是应能根据生产工艺的要求调整转速。电动机的调速性能如何对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。因此,调速技术一直是研究的热点。 直流电机由于具有速度控制容易,启动制动性能良好,且能在宽范围内平滑调速等特点而在电力、冶炼、机械制造等工业部门中得到广泛应用。直流电动机转速的控制方法可分为两类:励磁控制法与电枢电压控制法。励磁控制法控制磁通,其控制功率虽然小但低速时受到磁饱和的限制,高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制,而且由于励磁线圈电感较大动态响应较差。所以常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法。 传统的改变端电压的方法是通过调节电阻来实现的,但这种调压方法效率低。随着电力电子技术的发展,创造了许多新的电枢电压控制方法。其中脉宽调制(Pulse Width Modulation, PWM)是常用的一种调速方法,其基本原理是用改变电机电枢电压的接通和断开的时间比(即占空比)来控制马达的速度,在脉宽调速系统中当电机通电时,其速度增加,电机断电时其速度降低。只要按照一定的规律改变通断电的时间,就可使电机的速度保持在一稳定值上。【1】 直流电动机具有良好的线性调速特性。简单的控制性能,优异的动态特性。目前仍然是大多数调速控制电动机的最优选择。近年来随着计算机进入控制领域,以及PWM控制方式成为主流。应用单片机技术和脉宽调制技术对直流电动机进行调速控制。 如今,计算机软件和硬件技术的快速发展,在许多领域都有成熟的仿真软件在应用。Labcenter公司推出的Proteus是一套基于标准仿真引擎SPICE3F5的电路分析、实物仿真系统。该软件具有交互式动画仿真、基于图形的仿真和基于微控制器的仿真三种模式。其最大的特点就在于它能够仿真单片机及其外围芯片。通过Proteus软件仿真。可以更好地帮助学生及工程师运用单片机技术进行计算机控制系统的设计。【2】 第二章 电路设计原理及原理图 2.1 电路框图 。 图2.1 电路框图 2.2 PWM控制原理 PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率,从而改变负载两端的电压,进而达到控制要求的一种电压调整方法。PWM可以应用在许多方面,如电机调整、温度控制、压力控制等。 在PWM驱动控制的调整系统中,按一个固定的频率来接通过和断开电源,并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小,从而控制电动机的速度。以此PWM又被称为“开关驱动装置”。【3】 图2.2PWM调制 PWM控制就是脉冲宽度调制。 通过控制电机的电压脉冲宽度,可以改变其电压有效值。从而可以改变它的转速。 图中前部分波形与后部分波形周期是一样的,我们通过调节其占空比(图中tH1不等于tH2)。很明显图中前部分波
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