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基于proteus的直流电机测速系统仿真

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第２期（总第１８９期）２０１５年０４月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．２Ａｐｒ．文章编号：１６７２‐６４１３（２０１５）０２‐０２１４‐０２基于Ｐｒｏｔｅｕｓ的直流电机测速系统仿真张小石，郝秀平（中北大学机电工程学院，山西　太原　０３００５１）摘要：介绍了由ＡＴ８９Ｃ５１、ＬＣＤ和Ｌ２５６组成的直流电机测速系统，详细介绍了系统的设计框图，并通过Ｐｒｏｔｅｕｓ软件实现仿真。仿真结果表明该系统具有可控调速、显示直观等特点。关键词：直流电机；Ｐｒｏｔｅｕｓ；仿真；测速系统中图分类号：ＴＰ３９１畅９∶ＴＭ３３ 文献标识码：Ｂ

收稿日期：２０１４‐０５‐２６；修订日期：２０１４‐１２‐２６作者简介：张小石（１９８７‐），男，山西阳泉人，在读硕士研究生，主要从事链式自动机驱动技术。０　引言直流电机的测速系统通过ＬＣＤ可视化地显示电机的转速，便于操作人员观察，使其能够更加有效地对电机进行控制。Ｐｒｏｔｅｕｓ软件提供了大量的单片机仿真元器件，相当于虚拟实验室，节省了直流电机的研制成本，缩短了研制周期。从科学的研究角度来看，基于Ｐｒｏｔｅｕｓ的直流电机仿真是必要的、合理的。１　直流电机测速系统的硬件总体设计本设计实现的是通过ＬＣＤ显示电机的转速信息。系统采用ＡＴ８９Ｃ５１单片机，通过键盘控制电机并进行可控转速显示，该系统的总体结构框图如图１所示。

图１　直流电机测速系统结构框图２　直流电机测速系统的软件设计直流电机测速系统软件编程时采用了模块化的设计思想，主要功能模块被编成独立的函数，由主程序调用。其主要的程序模块包括初始化程序、键盘信号采集及处理程序、液晶显示程序、可控调速程序、信息显示程序和超限报警程序。系统的软件主要采用Ｃ语言编制，对单片机程序进行调试，最终实现仿真的相应功能。３　仿真主要过程在ｋｅｉｌｃ中编译程序并运行，运行结果说明程序调试成功。程序调试图见图２。由于单片机读不懂Ｃ语言程序，故需要将其转变成单片机能读懂的十六进制代码，生成ｈｅｘ文件的过程如图３所示。在ｆ盘中生成ｍｏｔｏｒ．ｈｅｘ文件，如图４所示。在Ｐｒｏｔｅｕｓ中调用单片机ＡＴ８９Ｃ５１、ＬＣＤ、键盘、直流电机模块，连接端口，得到直流电机测速系统仿真电路，如图５所示。点击单片机，把在ｆ盘中生成的ｍｏｔｏｒ．ｈｅｘ文件添加到单片机中，然后点击ｏｋ。在单片机中添加ｍｏ‐ｔｏｒ．ｈｅｘ文件图的具体情况如图６所示。到此完成了直流电机测速系统的建立。

图２　程序调试图

图３　生成ｈｅｘ文件图

图４　保存ｍｏｔｏｒ．ｈｅｘ文件图４　可控调速结果显示及总结由键盘输入不同的转速，可以通过单片机处理键盘输入的信息来控制直流电机的转速，并通过ＬＣＤ来显示直流电机的控制信息。

图５　直流电机测速系统仿真电路图 显示顺时针１５００ｒ／ｍｉｎ、顺时针３０００ｒ／ｍｉｎ、逆时针３０００ｒ／ｍｉｎ的仿真结果，如图７、图８和图９所示。仿真结果表明，通过Ｐｒｏｔｅｕｓ软件实现直流电机的测速系统仿真是可行，仿真模型是合理的、科学的，在功能上基本实现了可控调速和转速显示。本文主要对顺时针１５００ｒ／ｍｉｎ、顺时针３０００ｒ／ｍｉｎ和逆时针３０００ｒ／ｍｉｎ的转速进行了显示，目的是实现直流电机的多段速运行；通过仿真不同转速电机顺时针和逆时针运行，可以精确控制电机的传动系统。软件仿真可以降低研究成本、缩短研究周期，通过Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真，基本实现了直流电机测速系统的加减速运行、转速及方向控制以及转速显示。

图６　在单片机中添加ｍｏｔｏｒ．ｈｅｘ文件图

图７　顺时针１５００ｒ／ｍｉｎ仿真结果 图８　顺时针３０００ｒ／ｍｉｎ仿真结果 图９　逆时针３０００ｒ／ｍｉｎ仿真结果参考文献：［１］　曹磊．基于对直流伺服电机的模块化机械臂运动控制研究［Ｄ］．武汉：武汉科技大学，２０１２：９‐１２．［２］　陈中．基于单片机直流调速控制系统设计［Ｊ］．盐城工学院学报（自然科学版），２０１２，２５（３）：５４‐５６．［３］　高振天，郭振兴．电机控制系统中的电流检测技术［Ｊ］．机电工程技术，２０１２，４１（８）：１４８‐１５０．ＤＣＭｏｔｏｒＳｐｅｅｄＳｙｓｔｅｍＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＰｒｏｔｅｕｓＺＨＡＮＧＸｉａｏ‐ｓｈｉ，ＨＡＯＸｉｕ‐ｐｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａＤＣｍｏｔｏｒｓｐｅｅｄｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆＡＴ８９Ｃ５１，ＬＣＤａｎｄＬ２５６，ａｎｄｍａｋｅｓａｄｅｅｐｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂｙＰｒｏｔｅｕｓｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｏｆｍａｎｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｓｕｃｈａｓｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｓｐｅｅｄ，ｄｉｒｅｃｔｄｉｓｐｌａｙ，ｅｔｃ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣｍｏｔｏｒ；Ｐｒｏｔｅｕｓ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｓｐｅｅｄｓｙｓｔｅｍ·５１２·　２０１５年第２期 张小石，等：基于Ｐｒｏｔｅｕｓ的直流电机测速系统仿真

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基于Proteus仿真的直流电机控制

基于Proteus仿真的直流电机控制

目录

前言 ........................................................................ 1

正文 ........................................................................ 1

2.1 设计目的和意义 ........................................................... 1

2.1.1 设计目的 ....................................................... 1

2.1.2 设计意义 ....................................................... 1

2.2 设计方法 ................................................................. 1

2.3设计内容 ................................................................. 2

2.3.1 89C51单片机介绍 ............................................... 2

2.3.2内容概要 ....................................................... 3

2.4电路分析 ................................................................. 3

2.4.1程序流程图 ..................................................... 3

2.4.2元件清单 ....................................................... 4

基于Proteus的直流电机闭环调速系统设计

基于Proteus的直流电机闭环调速系统设计

I 摘 要

在工业自动控制系统和各种智能产品中常常会用用电动机进行驱动、传动和控制，而现代智能控制系统中，对电机的控制要求越来越精确和迅速，对环境的适应要求越来越高。

本设计以AT89C51单片机为核心，基于Proteus单片机仿真软件，完成了直流电机的转速自动测量及转速调节功能。在设计中采用PWM技术和PID控制技术对电机进行控制，并且利用数码管设计的人机界面系统显示转速的设定值及实际值，通过应用PID算法对占空比的计算达到精确调速的目的。还利用了Visual Basic6.0编程软件编写了一个简单的上位机软件，显示实际转速的变化情况，对PID参数的整定提供依据。

关键词：Proteus，AT89C51，PID，PWM调速，Visual Basic 6.0

基于Proteus的直流电机闭环调速系统设计

目 录

第一章 绪论 .................................................................................................... 1

1.1 直流电机闭环调速系统背景 ............................................................................. 1

1.2 本设计实现的基本功能 ..................................................................................... 1

1.3设计目的及意义 .................................................................................................. 1

第二章 总体规划 .............................................................................................. 2

基于Proteus和AVR单片机的无刷直流电机控制系统仿真

基于Proteus和AVR单片机的无刷直流电机控制系统仿真

基于Proteus和AVR单片机的无刷直流电机控制系统仿真

孙晓旭;王劲松;安志勇

【摘 要】文中设计的无刷直流电机控制系统选择ATmega128单片机作为主控芯片，使用了EDA工具软件Proteus设计了无刷直流电机的控制系统，并进行了仿真实验。在仿真实验中利用Proteus软件的仿真功能，进行了电机转速控制的实验，控制系统的可行性以及转速控制效果得到了验证。实验过程中能直观地看到实验结果，所设计的系统满足了无刷直流电机转速控制的要求，电机运行稳定，在硬件电路和软件设计都有一定的辅助作用。%This paper designed a BLDCM

simulation control system, which chose ATmega128 single-chip

microcomputer as its main control chip, with the EDA tools software

Proteus and AVR Studio software platform. Using Proteus finished the

simulation experiment, tested the feasibility and the controlling result of

control system. Experimental results show that the control system can

meet the design requirements of controlling the BLDCM's revolving speed.

The system's function is stable and reliable and it can assist the design of

hardware circuit.

【期刊名称】《电子设计工程》

【年(卷),期】2015(000)019

基于Proteus的单片机PWM直流电机速度控制系统设计

基于Proteus的单片机PWM直流电机速度控制系统设计

２０１３年第３期九江学院学报（自然科学版）（总第１０２期）Ｎｏ．３，２０１３ＪｏｕｒｎａｌｏｆｊｉｕｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ｎａｔｕｒａｌｓｃｉｅｎｃｅｓＥｄｉｔｉｏｎ）（ＳｕｍＮｏ．１０２）

基于Ｐｒｏｔｅｕｓ的单片机ＰＷＭ直流电机速度控制系统设计

乔志杰１曾金明２

（１安徽电子信息职业技术学院；２解放军蚌埠汽车士官学校安徽蚌埠２３３０３０）

摘要：本文介绍了ＡＴ８９Ｃ５１单片机作为核心控制芯片，利用按键控制直流电机的转

动速度，用ＰＷＭ调速方式和直流电动机驱动芯片Ｌ２９８控制直流电机转速以及停止。文中

给出了Ｐｒｏｔｅｕｓ硬件电路，通过软件编程对ＰＷＭ信号占空比进行调节，ＬｃＤ把转速显示出

来，并运用Ｐｒｏｔｅｕｓ对速度控制系统进行了研究与仿真，仿真表明：这种设计方法的电路

简单，非常实用。

关键词：Ｐｒｏｔｅｕｓ，单片机，直流电机速度控制，ＰＷＭ

中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ文章编号：１６７４—９５４５（２０１３）０３一００４８一（０４）

１引言直流电机具有良好的起、制动性能，并且适合大范围的平滑调速，因此在各类需要调速或快

速正反向的机电控制系统中得到广泛运用。ＰＷＭ

直流调速技术以其开关频率高、低速运行稳定、动态性能优越、效率高等优点，在电机调速中被普遍应用。ＰＷＭ控制技术易于在单片机控制中实

现，从而为直流电机控制的数字化提供了机会。采用单片机构成直流电机速度控制系统，不仅可

以降低控制系统成本，也是单片机应用的一个重要方面。

Ｐｒｏｔｅｕｓ［１１是英国Ｌａｂｃｅｎｔｅｒ公司开发的电路分

析、实物仿真系统，具有模拟和数字电路仿真、单片机和它的外围电路组成的系统仿真ＢＪ、ＬＣＤ显示、虚拟仪器、示波器、逻辑分析仪系统仿真

等功能，可与Ｋｅｉｌ编程软件进行联调。基于Ｐｒｏ—ｔｅｕｓ软件的良好仿真特性，程序在Ｐｒｏｔｅｕｓ中成功

完成仿真调试的同时，即可以说明所设计程序的

准确性，从而初步实现系统设计中的控制程序设