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引言自从全控型电力电子器件问世以后就出现了采用脉冲宽度调制（PWM）的高频开关控制方式形成的脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，即直流PWM调速系统。
直流电动机的PWM调速原理，为了获得可调的直流电压，利用电力电子器件的完全可控性，采用脉宽调制技术，直接将恒定的直流电压调制成可变大小和极性的直流电压作为电动机的电枢端电压，实现系统的平滑调速，这种调速系统就称为直流脉宽调速系统。
脉宽调制的基本原理，脉宽调制（Pulse Width Modulation），是利用电力电子开关器件的导通与关断，将直流电压变成连续的直流脉冲序列，并通过控制脉冲的宽度或周期达到变压的目的。
所采用的电力电子器件都为全控型器件，如电力晶体管（GTR）、功率MOSFET、IGBT等。
通常PWM变换器是用定频调宽来达到调压的目的 PWM 变换器调压与晶闸管相控调压相比有许多优点，如需要的滤波装置很小甚至只利用电枢电感已经足够，不需要外加滤波装置；电动机的损耗和发热较小、动态响应快、开关频率高、控制线路简单等。
PWM的占空比决定输出到直流电机的平均电压. PWM不是调节电流的.PWM的意思是脉宽调节,也就是调节方波高电平和低电平的时间比,一个20%占空比波形,会有20%的高电平时间和80%的低电平时间，而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间,占空比越大,高电平时间越长,则输出的脉冲幅度越高,即电压越高.如果占空比为0%,那么高电平时间为0,则没有电压输出.如果占空比为100%,那么输出全部电压. 所以通过调节占空比,可以实现调节输出电压的目的,而且输出电压可以无级连续调节. PWM信号是一个矩形的方波，他的脉冲宽度可以任意改变，改变其脉冲宽度控制控制回路输出电压高低或者做功时间的长短，实现无级调速。
1 系统概述1.1 系统构成本系统主要有信号发生电路、PWM 速度控制电路、电机驱动电路等几部分组成。
pwm调速系统工作原理PWM调速系统工作原理一、引言PWM调速系统是一种常见的电子调速方式，广泛应用于各种电机驱动系统中。
本文将详细介绍PWM调速系统的工作原理，并逐步解释其工作过程。
二、PWM调速系统的基本原理PWM全称为脉宽调制（Pulse Width Modulation），是一种通过改变电源输入信号的脉冲宽度来实现调速的方法。
它利用开启和关闭开关设备的不同时间比例，来达到通过控制平均输出电压的目的。
三、PWM调速系统的组成部分PWM调速系统主要由以下几个组成部分构成：1. 控制信号产生器：用于产生调速的控制信号。
常见的控制信号可以是脉冲信号或直流电压信号。
2. 比较器：将控制信号与参考信号进行比较，并输出PWM信号。
3. 开关驱动器：根据PWM信号的变化，控制开关管件的开启和关闭，实现电源输入信号的调制。
4. 输出滤波电路：用于对调制后的电源输入信号进行滤波，以得到平均输出电压。
四、PWM调速系统的工作过程下面将逐步解释PWM调速系统的工作过程：1. 控制信号产生器产生调速的控制信号。
2. 控制信号与参考信号经过比较器进行比较。
3. 比较器输出PWM信号。
4. 开关驱动器根据PWM信号的变化，控制开关管件的开启和关闭。
4.1 当PWM信号为高电平时，开关管件关闭，电源输入信号通路断开。
4.2 当PWM信号为低电平时，开关管件开启，电源输入信号通路连接。
5. 开关管件的开启和关闭导致电源输入信号的周期性变化，同时也导致输出电压的周期性变化。
6. 输出滤波电路对周期性变化的输出电压进行滤波，以得到平均输出电压。
五、PWM调速系统的优势PWM调速系统具有以下几个优势：1. 调速范围广：通过改变PWM信号的脉冲宽度，可以实现广泛的调速范围。
2. 控制精度高：PWM调速系统可以根据需要调整脉冲宽度，从而精确控制输出电压。
3. 效率高：PWM调速系统采用开关管件进行调制，具有能量损耗小、效率高的特点。
直流电机PWM可逆调速系统设计旋转电机的形式主要有三种：直流电机、异步电机、同步电机。
其中，直流电机由于具有较为完善的启动性能和宽广平滑的调速特性在生产和生活的各个领域得到广泛的应用。
本文对直流电机的调速方法进行了分析，重点对PWM控制的直流电机调速系统进行了设计。
标签：直流电机；PWM；调速0 引言直流电机是形成最早的一种电机形式，广泛应用于交运、航天、自动化等各种领域中。
早期的直流电机控制系统由各种非线性电子电路组成，结构复杂、功能单一，限制了其应用。
随着电力电子技术的发展和进步，脉冲宽度调制技术（Pulse-Width Modulation，简称PWM）逐渐成熟，在很大程度上带动了直流电机的发展。
PWM的主要原理是通过控制半导体器件的通断来产生一系列幅度相同、宽度不等的矩形波，根据等面积定则可以通过控制这些矩形波的宽度来模拟各种形式的信号，即PWM通过控制半导体器件的通断时间来控制输出电压的幅值和频率。
随着电子技术、信息技术和控制技术的发展，采用芯片对直流电机的速度进行调节逐渐得到应用。
芯片在直流电机调速系统中的主要作用是产生PWM调制信号，还具有一定的其他控制功能。
单片机以其占地面积小、能耗低、价格便宜、使用简便而成为直流电机调速系统的第一选择。
1 直流电机的调速方法根据直流电机的基本工作原理，其转速主要由三个条件决定：端电压U、主磁通Φ和电枢回路内阻R，根据这三个条件可以将直流电机的调速方法分为三种。
（1）改变端电压U调速。
直流电机的转速与其端电压U正相关，调节端电压U的高低可以连续得调节转速的快慢，在调节的过程中，电机的转矩近似保持恒定。
采用这种方式，可以获得比较快的响应速度和比较平滑的速度特性，但是需要装置额外的可调电源，价格较高。
（2）改变主磁通Φ调速。
通过调节励磁电流If的大小可以方便得控制电机主磁通Φ的高低，进而改变直流电机的转速。
在调节的过程中，直流电机的电磁功率近似保持恒定。
数字化PWM可逆直流调速系统设计Digital PWM Reversible Dc Speed Control System Design摘要直流电机具有良好的启动性能和调速特性，它的特点是启动转矩大，能在宽广的范围内平滑、经济地调速，转速控制容易，调速后效率很高。
本文设计的直流电机调速系统，主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。
电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式，PWM是脉冲宽度调制，通过51单片机改变占空比实现。
通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制，LCD实现对测量数据（速度）的显示。
电机转速利用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数，计算出电机的速度，实现了直流电机的反馈控制。
关键词：直流电机调速；H桥驱动电路；lCD显示器；51单片机ABSTRACTDC motor has a good startup performance and speed characteristics, it is characterized by starting torque, maximum torque, in a wide range of smooth, economical speed, speed, easy control, speed control after the high efficiency. This design of DC motor speed control system, mainly by the microcontroller 51, power supply, H-bridge driver circuits, LED liquid crystal display, the Hall velocity and independent key component circuits of electronic products. Power supply with 78 series chip +5 V, +15 V for motor speed control using PWM wave mode, PWM is a pulse width modulation, duty cycle by changing the MCU 51. Achieved through independent buttons start and stop the motor, speed control, turning the manual control, LED realize the measurement data (speed) of the display. Motor speed using Hall sensor output square wave, by 51 seconds to 1 microcontroller square wave pulses are counted to calculate the speed of the motor to achieve a DC motor feedback control.Keywords：D C motor speed control；H bridge driver circuit；LCD display目录摘要 (I)ABSTRACT ............................................................................................................... I I 第一章绪论.. (1)1.1选题背景与意义 (1)1.2设计任务和要求 (2)1.4 设计目的与意义 (3)第二章系统的硬件选择及设计 (4)2.1 单片机的选择 (4)2.2模拟数字转换芯片 (5)2.3 数字模拟转换芯片 (7)2.4 显示器 (10)第三章系统的软件设计 (12)3.1系统初始化模块 (12)3.2数据采样 (12)3.3主程序 (14)第四章仿真图4.1 全图 (17)第五章心得体会 (19)参考文献 (20)附录 (21)第一章绪论1.1选题背景与意义现代工业的电力拖动一般都要求局部或全部的自动化，因此必然要与各种控制元件组成的自动控制系统联系起来，而电力拖动则可视为自动化电力拖动系统的简称。
摘要直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在宽范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
近年来，虽然高性能交流调速技术发展很快，但是直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，应用前景相当广阔；而且从控制规律的角度来看，直流拖动控制系统又是交流拖动控制系统的基础。
掌握直流拖动控制系统的基本规律和控制方法具有非常大的必要性。
根据生产机械要求，电力拖动控制系统有调速系统、伺服系统、张力控制系统、多电动机同步控制系统等多种类型。
而各系统往往都是通过转速来实现的，本文研究直流调速系统，是电力拖动控制系统中的基础和及其重要的部分。
针对双闭环可逆直流PWM调速系统进行了较深入的研究，从直流调整系统原理出发，逐步建立了闭环直流PWM调整系统的模型。
关键词：直流电动机直流调速系统双闭环 PWM调速PWM-M可逆调速系统设计1 直流电动机的调速方法介绍直流电动机的调速方法有三种：（1）改变电枢电阻（R）调速。
（2）改变电枢电压（U）调速。
（3）改变主磁通（ ）调速。
前两种调速方法主要适用于恒转矩负载，后一种调速方法适用于恒功率负载。
串电阻调速为有级调速，调速平滑性比较差，机械特性斜率增大，速度稳定性比较差，受静差率的限制，调速范围比较小。
改变电枢电压调速为无级调速，机械特性斜率不变，速度稳定性好，调速范围比较大。
改变主磁通调速，控制方便，能量损耗比较小，调速平滑，但受最高转速限制，调速范围不大。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以改变电枢电压调速方式为最好。
因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主要调节方式。
2 PWM控制系统的优点自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制的控制方式，形成了脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，或直流PWM调速系统。
PWM系统在很多方面有较大的优越性：（1）主电路线路非常简单，需要用到的功率器件比较少。
pwm调速系统解释-回复PWM调速系统解释PWM（脉冲宽度调制）调速系统是一种用于调节电机转速的控制技术。
它通过控制电机输入的PWM信号的占空比（即脉冲宽度与周期的比值），来实现对电机的速度调节。
在本文中，我们将一步一步地回答关于PWM 调速系统的工作原理、优点和应用领域等问题。
第一部分：工作原理1. 什么是PWM调速系统？PWM调速系统是一种利用PWM信号来调节电机转速的系统。
它的核心是通过改变PWM信号的占空比来调整电机的转速。
占空比表示高电平的时间与一个完整周期的比值。
通过改变占空比，PWM调速系统可以控制电机的转速。
2. PWM信号是如何产生的？PWM信号是在通过调制电压或电流信号的占空比来实现的。
调制信号的高电平表示电机运转，低电平表示电机停止。
通过改变高电平和低电平之间的时间比例，PWM信号可以改变电机的运转速度。
3. PWM调速系统如何控制电机转速？PWM调速系统通过改变PWM信号的占空比来控制电机转速。
当占空比较小的时候，电机转速较低；当占空比较大的时候，电机转速较高。
通过调整PWM信号的占空比，PWM调速系统可以实现电机的精确转速控制。
第二部分：优点1. 什么是PWM调速系统的优点？PWM调速系统具有以下几个优点：- 精确性：PWM调速系统可以实现对电机转速的精确控制，满足不同应用场景对转速要求的调节。
- 稳定性：PWM调速系统的输出稳定性较高，能够保持电机转速的稳定性。
- 高效性：相比其他调速系统，PWM调速系统的能量利用率较高，减少了能量的浪费。
- 可靠性：PWM调速系统的结构简单、可靠性高，减少了故障发生的可能性。
- 可扩展性：PWM调速系统能够通过增加PWM信号的精度和频率等参数，以适应更多需求。
2. PWM调速系统适用于哪些领域？PWM调速系统广泛应用于各个领域，特别是需要对电机转速进行精确控制的场景，其中一些领域包括：- 工业自动化：PWM调速系统在机械制造、流水线自动化等领域广泛应用，可以实现生产线上的精确控制和节能运行。
PWM调速系统是通过改变脉冲宽度来调节电机速度的一种调速系统。
它利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，通过调节脉冲宽度来改变电机的输入电压，从而实现电机的调速。
PWM调速系统的原理是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。
在PWM调速系统中，通常有一个参考信号，它是一个理想的方波信号，其频率和占空比都可以调整。
而实际的PWM方波信号则由一个比较器产生，当参考信号的值大于或等于三角波信号的值时，比较器输出高电平，反之则输出低电平。
通过调整三角波信号的频率和幅度，就可以改变PWM方波信号的占空比，从而实现电机速度的调节。
PWM调速系统的优点包括响应速度快、调速范围广、精度高、对电机无损等。
由于PWM 调速系统是通过改变电机的输入电压来实现调速的，因此它可以实现电机的无级调速，并且调节非常方便。
此外，PWM调速系统的电路简单、可靠性高、成本低，因此在许多领域得到了广泛应用。
总之，PWM调速系统是一种通过改变脉冲宽度来调节电机速度的调速系统，其优点包括响应速度快、调速范围广、精度高、对电机无损等。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的PWM调速系统，并注意其使用和维护。
新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计说明书可逆直流PWM调速系统专业班级：自动化09-40（1）班学生姓名：指导教师：**完成日期：2011 .06 .02新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计任务书教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计评定意见设计题目：可逆直流PWM调速系统学生姓名：的的专业电气自动化班级09-40(1)班评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评定意见参考提纲：1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2.学生的勤勉态度。
3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
摘要当今，自动化控制系统己经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流调速控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。
本文主要研究直流调速系统，它主要由三部分组成，包括控制部分、功率部分、直流电动机。
长期以来，直流电动机因其具有调节转速比较灵活、方法简单、易于大范围内平滑调速、控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。
微机技术的快速发展，在控制领域得到广泛应用。
本文对基于微机控制的双闭环可逆直流PWM调速系统进行了较深入的研究，从直流调速系统原理出发，逐步建立了双闭环直流PWM调速系统的数学模型，用微机硬件和软件发展的最新成果，探讨一个将微机和电力拖动控制相结合的新的控制方法，研究工作在对控制对象全面回顾的基础上，重点对控制部分展开研究，它包括对实现控制所需要的硬件和软件的探讨，控制策略和控制算法的探讨等内容。
在硬件方面充分利用微机外设接口丰富，运算速度快的特点，采取软件和硬件相结合的措施，实现对转速、电流双闭环调速系统的控制。
论文分析了系统工作原理和提高调速性能的方法，研究了IGBT模块应用中驱动、吸收、保护控制等关键技术。
在微机控制方面，讨论了数字触发、数字测速、数字PWM 调制器、双极式H型PWM变换电路、转速与电流控制器的原理，并给出了软、硬件实现方案。
PWM可逆直流调速系统设计1. 引言PWM（脉冲宽度调制）可逆直流调速系统是一种常用的电机调速系统，广泛应用于工业生产和家电领域。
本文将介绍PWM可逆直流调速系统的设计原理、主要组成部分以及工作原理。
2. 设计原理PWM可逆直流调速系统的设计原理基于脉冲宽度调制技术和电机控制原理。
通过调整PWM信号的脉冲宽度，可以控制电机的转速和运行方向。
主要原理包括： - 电源供应：系统通过电源为电机提供电能。
- PWM信号生成：通过数字控制器或单片机产生PWM 信号。
- H桥驱动电路：将PWM信号转换为适合电机的驱动信号。
- 电机控制：根据PWM信号调整电机的转速和运行方向。
3. 主要组成部分PWM可逆直流调速系统主要由以下几个组成部分构成：3.1 电源供应电源供应是系统的功率来源，可以选择直流电源或交流电源。
直流电源常用的电压范围为12V或24V，交流电源则需要将交流电转换为直流电。
3.2 PWM信号生成PWM信号生成是通过数字控制器或单片机来产生PWM信号的过程。
通过控制PWM信号的占空比，可以改变电机的转速。
3.3 H桥驱动电路H桥驱动电路是将PWM信号转换为适用于电机驱动的信号的关键部分。
H桥由4个开关管组成，根据PWM信号的输入情况控制开关管的导通与关闭，从而改变电机的转速和运行方向。
3.4 电机控制电机控制是根据PWM信号调整电机的转速和运行方向的过程。
通过增大或减小PWM信号的占空比，可以控制电机的速度；通过改变PWM信号的极性，可以改变电机的运行方向。
4. 工作原理PWM可逆直流调速系统的工作原理如下：1.首先，电源供应向系统提供电能，为后续的电机驱动做准备。
2.数字控制器或单片机根据预设的参数生成PWM信号，并将其输入到H桥驱动电路。
3.H桥驱动电路根据PWM信号的输入情况控制开关管的导通与关闭，从而改变电机的转速和运行方向。
4.电机控制模块根据PWM信号的占空比调整电机的转速，根据PWM信号的极性改变电机的运行方向。
PWM可逆直流调速系统设计本文介绍PWM可逆直流调速系统的背景和目的。
PWM可逆直流调速系统是一种常用的电力调节系统，用于控制直流电动机的转速和扭矩。
本文旨在设计和实现一个高效可靠的PWM可逆直流调速系统，以满足各种工业和实际应用的需求。
PWM（脉宽调制）技术是一种通过改变信号的脉冲宽度来控制电源输出电压的方法。
在直流电机调速系统中，通过调整PWM信号的占空比，可以控制电机的平均输出电压和电流，从而实现对电机转速和扭矩的精确控制。
本文的目的是设计一个PWM可逆直流调速系统，具有以下特点：高效性：系统应具备高效能的特点，以确保电机的高效运行。
可靠性：系统应具备良好的抗干扰和稳定性，以保证电机的正常运行。
精确性：系统应具备高精度的控制能力，以满足不同工况下的转速和扭矩需求。
灵活性：系统应具备良好的可调节性和灵活性，以适应不同的应用场景。
通过本文的研究，我们将设计一个满足上述目标的PWM可逆直流调速系统，并通过实际实验验证系统的性能和可靠性。
本文详述了PWM可逆直流调速系统的设计原理和关键组件。
本部分将描述对PWM可逆直流调速系统进行测试和验证的方法和结果。
我们使用以下测试方法对PWM可逆直流调速系统进行验证：环境测试：在正常操作环境下，测试系统的工作温度范围，以确保系统在正常工作条件下能够稳定运行。
环境测试：在正常操作环境下，测试系统的工作温度范围，以确保系统在正常工作条件下能够稳定运行。
输入输出测试：测试系统的输入和输出参数，包括电压、电流和转速等。
我们会对系统进行全面的测试，以确保输入输出的准确性和稳定性。
输入输出测试：测试系统的输入和输出参数，包括电压、电流和转速等。
我们会对系统进行全面的测试，以确保输入输出的准确性和稳定性。
输入输出测试：测试系统的输入和输出参数，包括电压、电流和转速等。
我们会对系统进行全面的测试，以确保输入输出的准确性和稳定性。
输入输出测试：测试系统的输入和输出参数，包括电压、电流和转速等。
PWM-M可逆调速系统设计《运动控制系统》课程设计说明书目录摘要 (4)一、直流调速介绍 (5)1.1 调速定义 (5)1.2 调速方法 (5)1.2.1 调节电枢供电电压U (5)1.2.2 改变电动机主磁通 (5)1.2.3 改变电枢回路电阻R (5)1.3 调速指标 (6)1.3.1 调速范围（包括：恒转矩调速范围/恒功率调速范围） (6)1.3.2 动态速降 (6)1.3.3 恢复时间 (6)二、双闭环直流调速系统介绍 (7)2.1 转速、电流双闭环调速系统的组成 (7)2.2 双闭环调速系统的起动过程 (8)2.2.1 理想启动过程 (8)2.2.2 实际启动过程分析 (10)2.3 双闭环调速系统的起动过程三个特点： (12)2.3.1 饱和非线性控制 (12)2.3.2准时间最优控制 (12)2.3.3转速超调 (12)2.4 PI调节器的稳态特征 (13)2.4.1 速调节器不饱和 (13)2.4.2 转速调节器饱和 (14)2.5 各变量的稳态工作点和稳态参数计算 (15)三、设计任务及要求 (16)3.1 设计初始条件 (16)3.2 要求完成的主要任务 (16)四、PWM-M调速系统设计 (17)4.1 直流PWM-M调速系统 (17)4.2 UPE环节的电路波形分析 (18)4.3 电流调节器的设计 (20)4.3.1 电流环结构框图的化简 (20)4.3.2电流调节器参数计算 (21)4.3.3 参数校验 (23)4.3.4 计算调节器电阻和电容 (24)4.4 转速调节器的设计 (24)4.4.1 电流环的等效闭环传递函数 (24)4.4.2 转速环结构的化简和转速调节器结构的选择 (25)4.4.3 转速调节器的参数的计算 (28)4.4.4 参数校验 (28)4.4.5 计算调节器电阻和电容 (29)4.5 调速范围静差率的计算 (29)五、系统仿真 (31)5.1 仿真软件Simulink介绍 (31)5.2 Simulink仿真步骤 (31)5.3 双闭环仿真模型 (32)5.4 双闭环系统仿真波形图 (32)六、心得体会及小结 (34)七、参考文献 (35)摘要为了满足生产工艺要求，需要改变工作速度，在当代工业上PWM控制调速系统已经被广泛地应用，轧制品种和材料厚度的不同，也要求采用不同的速度。
