基于单片机控制双闭环直流电机.doc

基于单片机控制双闭环直流电机 [摘 要] 本文主要研究了利用MCS-51系列单片机进行双闭环直流电机调速的方法。设计中通过采集转速、电流信号进行A/D转换，并实现PI算法，将PI算法结果用于PWM占空比计算，通过软件方法产生PWM波，PWM波输出后，经光耦驱动电路放大后，用于IGBT的控制，从而实现双极式H型直流机、、电机的调速。 [关键词]： PWM信号; 直流调速; 双闭环; PI运算 Based on single-chip microcomputer control double closed loop dc motor Abtract This paper mainly discusses about using MCS - 51 series microcontroller to control DC motor rated speed by double closed-loop. After collecting rated speed and current signal ,using ADC0809 to achieve A/D conversion, and then realize the PI algorithm algorithms, using PI algorithm results to calculate the duty cycle of PWM through the software method to create PWM waves, PWM wave output by light-coupler after driving circuit for amplification, so as to realize the IGBT bipolar contral ,and achieve the type H DC motor speed adjusting. Keywords: PWM signal. Dc speed control. Double closed loop. PI operations 目 录 前言……………………………………………………………………………………4 第一章 系统硬件电路的设计………………………………………………………5 1.系统方案选择与总体设计…………………………………………………………5 1.1调速方案的选择……………………………………………………………… 5 1.2双闭环直流调速系统电路原图……………………………………………… 6 1.3双闭环直流调速系统动态数学模型 ……………………………………… 6 1.4数字控制双闭环直流调速系统方图………………………………………… 7 1.5数字式双闭环直流调速系统硬件图………………………………………… 8 1.6 89S51单片机简介……………………………………………………………9 2.主电路设计与参数计算………………………………………………………… 10 2.1整流变压器的计算与设计………………………………………………… 10 2.2开关器件IGBT参数计算与选择………………………………………… 11 2.3电阻电容的选择…………………………………………………………… 11 2.4整流功率二极管的选择…………………………………………………… 11 2.5平波电抗器的选择与计算………………………………………………… 11 3.调节器的选择与计算…………………………………………………………… 12 3.1确定电流调节器时间常数………………………………………………… 12 3.2电流调节器结构的选择…………………………………………………… 12 3.3电流调节器参数计算……………………………………………………… 13 3.4确定转速调节器时间常数………………………………………………… 13 3.5转速调节器结构的选择…………………………………………………… 13 3.6转速调节器参数计算……………………………………………………… 14 4.PWM信号发生电计……………………………………………………………… 14 4.1 PWM的基本原理………………………………………………………………14 4.2 PWM信号发生电路设计………………………………………………………15 4.3 PWM发生电路主要芯片工作原理……………………………………………16 5.功率驱动模块及光耦隔离设计………………………………………………… 17 5.1功率驱动模块……………………………………………………………… 17 5.2稳压块LM7915…………………………………………………………… 18 6.A/D转换