直流电动机转速控制系统设计开题报告

设计报告正文第一章直流电动机转速自动控制系统的组成原理1.1 广义对象的组成原理1.1.1 被控对象直流电动机工作原理和被控制量1、被控对象：电动机被控量：电动机的转速2、直流电动机的原理：基于电磁感应定律，即：运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电势；或者说匝线链线圈的磁通发生变化，在线全中产生感应电势。

N极下到导体中的电流流出纸面，用Θ表示。

S极下到导体中的电流流出纸面，用⊗表示载流导体在磁场中受到电磁力的作用。

如果导体在磁场中的长度为L，其中流过的电流为i,导体所在的磁通密度为B，那么导体受到的磁力的值为F=BLI 式中，F的单位为牛顿（N）；B的单位为韦伯/米2（Wb/m2）;L的单位为米（m）；I的单位为安（A）；力F的方向用左手定则来确定。

1.1.2 功率放大器的组成原理功放的作用是通过对控制信号的功率放大以产生足够的功率来驱动执行机构。

功率放大器的工作原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率将电源转换为按照输入信号变化的电流。

因为声音是不同振幅和不同频率的波，即流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数。

应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原来的β倍的大信号，这种现象成了功率放大。

而场效应管则是栅极变化一毫伏，原极电流变化一安，就成称跨导为1，功率放大器就是利用这些作用来实现小信号来控制大信号，从而使多级放大器实现了大功率输出，并非真的将功率放大了。

1.1.3 测速元件工作原理因此电刷两端的感应电势与电机的转速成正比，即电势值能表征转速的大小，因此直流测速发电机可以把转速信号转换成电视信号，从而用来测速。

测速装置由电机，光栅盘，等组成。

1.2广义对象数学模型的建立1.2.1广义对象时间响应特性的测试1.2.1.1测试实验原理图G(s)=)()(s s N 输出量 G （s ）=Φ(s)-1Φ(s)Φ(s)=）输入量（s )(s N （可以消除干扰）输入——> ------------G(s) 输入G(s)n1.2.1.2测试过程与方法时域法：通过测量对应特定输入信号的系统输出响应，来确定系统的 传递函数。

基于51单片机的PWM直流电机调速系统的开题报告一、选题背景无人机、智能小车、智能家居等智能设备的出现给我们的生活带来了很多便利，这些设备中大多数都是由直流电机驱动，而直流电机的速度控制非常关键。

基于此，本次毕业设计选题基于51单片机实现PWM控制直流电机转速。

通过选题研究，可以学习到单片机控制电机的基本原理、PWM技术的应用、电机控制电路的搭建、硬件电路的设计等方面的知识。

二、选题意义本次设计选题的实现可以为直流电机的调速提供有效的解决方案。

同时，通过研究不同类型的电机控制方法，可以有效提高电机控制的精度和灵活性，丰富我们的电子知识储备。

三、研究内容通过研究，本次设计的具体内容包括以下几个方面：1. 了解直流电机的基本工作原理及其特性。

2. 介绍51单片机的基本原理，编写程序控制单片机输出PWM信号。

3. 建立电机控制电路，使用PWM信号控制直流电机转速。

4. 通过实验对电机的控制效果进行验证，分析控制效果与不同参数的关系，优化控制方法。

四、研究方法本次设计选题的研究方法主要包括理论分析和实验验证两个部分。

1. 理论分析：通过学习相关理论知识，了解控制电路的原理、调速器的设计方法等。

2. 实验验证：建立实验平台进行实验验证，通过实验数据分析调试电路、程序。

五、预期目标通过本次毕业设计的研究，预期达到以下目标：1. 掌握51单片机的编程基本知识。

2. 了解 PWM 技术的原理，掌握 PWM 频率、占空比的调节方法。

3. 了解直流电机的基本工作原理及其特性，建立电机控制电路进行控制。

4. 能够根据实验数据分析控制效果与不同参数的关系，优化控制方法并提高控制效果。

六、论文结构本次毕业设计选题所涉及的论文结构如下：第一章：绪论1.1 研究背景及选题意义1.2 研究目的和意义1.3 研究现状和发展趋势1.4 研究内容和方法第二章：理论分析2.1 直流电机的基本原理2.2 51单片机的基本原理2.3 PWM技术的基本原理2.4 电机控制电路设计第三章：系统设计3.1 硬件设计3.2 调速器设计3.3 程序设计第四章：系统实现与测试4.1 数据采集与实验测试4.2 实验结果分析4.3 结果优化与改进第五章：总结与展望5.1 工作总结5.2 未来研究方向参考文献。

西安交通大学自控实验五直流电机转速控制系统设计实验报告自动控制原理实验报告实验52021-12-20实验五直流电机调速系统的设计一、实验目的1.了解直流电机转速测量和控制的基本原理。

2.掌握labview图形化编程方法，编写电机转速控制系统程序。

3.熟悉pid参数对系统性能的影响，通过pid参数调整掌握pid控制原理。

二、实验设备计算机一台，nielvis多功能虚拟仪器综合实验平台一套，labview软件，万用表一个，直流电机一个，光电管一个，电阻若干，导线若干。

三、实验任务1.使用nielvis可变电源提供的电源能力，驱动直流马达旋转，并通过改变电压改变其运行速度；2.通过光电开关测量电机转速；3.通过编程将可变电源所控制的马达和转速计整合在一起，基于计算机实现一个转速自动控制系统。

四、实验步骤任务一：通过可变电源控制电机旋转1任务二：通过光电开关测量电机转速任务三：通过程序自动调整电源电压，从而逼近设定转速编程思想：PID控制器的输入SP为预期转速输出，PV为实际测量的电机转速，MV为PID输出控制电压。

SP是来自前面板的输入；PV通过光电开关测量电机转速获得；将PID 的输出控制电压连接到“可变功率控制电机旋转”模块的电压输入控制端子，以控制可变电源以产生所需的直流电机控制电压。

通过不断检测电机转速与期望值之间的偏差，并通过PID控制器生成控制信号，实现对直流电机转速的负反馈控制。

PID参数：比例增益：0.002积分时间：0.010微分时间：0.006采样率和待读取样本：采样率：500Ks/s待读取样本：500启动死区：电机刚通电时，速度为0，脉冲周期为0，脉冲频率无限。

通过设置速度的“虚拟下限”来解决问题。

本实验中的电机转速2最大值为600r/min。

因此，可以将上限设置为600r/min。

当超过上限时，速度的虚拟下限设置为100r/min。

改进：利用labview中的移位寄存器对转速测量值取滑动平均。

毕业设计（论文）开题报告题目：直流电机控制系统专业：电子信息工程班级：０８级学生：辛国鹏指导教师：***西安理工大学高科学院２０１２年一、毕业设计（论文）课题来源、类型本课题来源为社会实践，属于科研软件\硬件。

二、选题的目的及意义选题的目的：由于变频技术的出现，交流调速一直冲击直流调速，但综观全局，尤其是我国在此领域的现状，再加上全数字直流调速系统的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性，直流调速系统仍将处于十分重要地位。

选题的意义：对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个方面，而在工业生产中对于后两个要求已能很好地实现，但工程应用中稳速指标却往往不能达到预期的效果，稳速要求即以一定的精度在所需要的转速稳定运行，在各种干扰不允许有过大的转速波动。

稳速很难达到要求原因在于数字直流调速装置中的PID调节器对被控对象及其负载参数变化适应能力差。

直流电机的数学模型很容易得到，这使得经典控制理论在己知被控对象的传递函数才能进行设计的前提得到满足，大部分数字直流调速控制器就是建立在此基础上的。

然而，在实际的传动系统中，电机本身的参数和拖动负载的参数并不如模型那样一成不变，尤其对于中小型电机，在某些应用场合随工况而变化;同时，直流电机本身是一个非线性的被控对象，许多拖动负载含有弹性或间隙等非线性因素，因此，被控对象的参数变化与非线性特性，使得线性常参数PID 调节器顾此失彼，不能使系统在各种工况下都能保持设计时的性能指标，往往使得控制系统的鲁棒性差，特别是对于模型参数大范围变化且具有较强非线性环节的系统，常规PID调节器难以满足高精度、快响应的控制要求，常常不能有效克服负载、模型参数的大范围变化以及非线性因素的影响。

在工程上，这种控制器就很有可能满足不了生产的需求，如:轧钢工业同轴控制系统、回转窑传动装置、轧辊磨床拖板电控系统等都需要在生产过程中保持稳定的转速要求，而生产负载参数却是随着工况变化的。

***************本科毕业设计（论文）开题报告学生姓名**班级 ***** 学号 ***********题目无刷直流电机调速系统的研制指导教师 ******所在系电子与信息工程专业 ******教学服务中心制表2013年03月本科毕业设计（论文）开题报告本设计以DSP控制系统控制电机，DSP选用TMS320F2812芯片。

当按下启动按钮，DSP控制系统开始运行，DSP控制系统控制电机驱动程序，无刷直流电机开始工作，通过人机监控系统来实现监测控制，在人机监控界面设置增加或降低转速按键，信号从人机监控系统传入DSP 控制系统，DSP控制系统接收信号并对电机驱动系统发出指令，从而实现对无刷直流电机转速的调控。

②各单元的主要作用：DSP控制单元：根据系统的运行设定参数以及系统的实时运行状态来实现对无刷直流电机的自适应调整控制；电机驱动及系统保护单元：主要完成对信号的放大和检测，当电机运行出现异常时，驱动芯片就会根据反馈的信息产生报错信号，并同时使电机驱动端口输出强制置低，锁定电机起到保护作用；人机监控单元：实现对系统实时运行监控，根据运行情况的改变进行必要的人为调整；检测单元：采集电机运行的相关信息，包括主回路电流信号、主驱动电压信号、电机转速及转相，并送给 DSP 主控制器。

③主要设计内容：1、DSP 数字信号处理控制系统的设计；2、人机界面监控系统的设计；3、电机驱动电路的设计；4、系统硬件电路的设计；5、系统检测保护电路的设计；6、系统软件控制设计；3.主要进度安排时间（月/日）毕业设计任务安排3/01-3/18 整理资料，了解电动机工作原理和DSP控制系统的设计，完成开题报告。

3/19-3/31 通过查找资料，完成系统硬件电路的设计并画出系统硬件电路原理图。

4/01-4/15 完成电机驱动系统的设计及系统工作原理图。

4/16-4/30 完成系统控制软件的编写与调试并作出软件控制的原理图。

基于DSP的直流电机调速系统控制器设计的研究的开题报告一、选题背景随着工业自动化的不断发展以及节能降耗的需求逐渐增加，直流电机调速系统控制器成为了工业控制领域的重要研究课题之一。

目前，常见的直流电机调速系统控制器存在着调速范围狭窄、控制效果不稳定等问题，严重影响了直流电机系统的稳定运行和应用。

二、研究目的本课题旨在研究基于DSP的直流电机调速系统控制器设计，以提高电机的调速范围和控制效果，实现电机稳定运行和节能降耗的目的。

三、研究内容和方法（一）研究内容：1. 分析直流电机调速系统的基本原理和性能特点。

2. 研究基于DSP的直流电机调速系统控制器设计原理和方法。

3. 设计直流电机调速系统控制器的硬件电路和软件控制程序，并进行仿真和测试。

（二）研究方法：1. 通过文献资料调研、实地调查等方式，深入了解直流电机调速系统的基本原理和性能特点。

2. 采用MATLAB/Simulink软件进行直流电机调速系统模拟和仿真。

3. 通过CCS软件编写控制程序，搭建基于DSP的直流电机调速系统控制器。

4. 在硬件平台上进行实验，测试直流电机调速系统控制器的效果和性能。

四、预期成果本课题预计可以实现以下成果：1. 设计出基于DSP的直流电机调速系统控制器。

2. 实现电机调速范围的拓宽和控制效果的稳定。

3. 实现直流电机系统的稳定运行和节能降耗。

五、研究意义1. 丰富了直流电机调速系统控制器的研究内容和方法，提高了直流电机系统的调速精度和运行稳定性。

2. 为节能降耗和工业自动化提供了技术支持和实践指导。

无刷直流电机控制系统开发的开题报告1. 研究背景和意义无刷直流电机具有高效、高速、高精度等特点，在各种自动控制系统和工业生产设备中得到广泛应用。

随着无刷直流电机市场的不断扩大，无刷直流电机控制系统研发成为了当前电机控制系统研究的热点之一。

因此，本文旨在研究无刷直流电机控制系统的关键技术问题，并基于此开发一种高性能的无刷直流电机控制系统，为该领域的技术发展做出贡献。

2. 研究内容和方法本文的研究内容主要包括以下几个方面：1）无刷直流电机的结构原理及特性分析2）无刷直流电机的数学模型建立及控制策略分析3）无刷直流电机控制系统硬件及软件设计4）无刷直流电机控制系统性能测试及评估研究方法主要包括理论分析、实验研究和仿真模拟等。

对于无刷直流电机的结构原理及特性分析，主要采用文献研究的方法进行；对于无刷直流电机的数学模型建立及控制策略分析，采用系统动力学建模及仿真模拟的方法进行；对于无刷直流电机控制系统硬件及软件设计，采用开发板实验及软件编程的方法进行；对于无刷直流电机控制系统性能测试及评估，采用实验测试及性能指标分析的方法进行。

3. 预期成果和创新点本文的预期成果主要包括以下几个方面：1）针对无刷直流电机的特性和需求，设计出一种高效、高精度的控制系统，具有良好的动态响应和稳态性能。

2）通过对无刷直流电机的数学模型建立及控制策略分析，实现对无刷直流电机控制的自动化和智能化。

3）通过对无刷直流电机控制系统的硬件及软件设计，实现对无刷直流电机的控制和调试。

4）通过无刷直流电机控制系统的性能测试及评估，验证系统的可行性及优越性。

本文的创新点主要体现在以下几个方面：1）研究无刷直流电机控制系统的关键技术问题，实现了对无刷直流电机控制的自动化和智能化。

2）采用系统动力学建模及仿真模拟的方法，提高了系统的控制精度和稳定性。

3）设计出一种高效、高精度的无刷直流电机控制系统，具有较好的动态响应和稳态性能。

4. 研究进度安排本文的研究计划分为以下几个阶段：第一阶段：对无刷直流电机的结构原理及特性进行深入研究，并建立相应的数学模型。

直流电机调速系统设计开题报告1. 背景直流电机调速系统广泛应用于工业生产和家用电器领域，用于控制转速和转矩。

在工业自动化生产线中，直流电机调速系统能够有效控制生产过程中的加工、输送和分拣等环节，提高生产效率和质量。

而在家用电器中，直流电机调速系统可以用于风扇、洗衣机、电动车等设备，实现电机转速的调节，提供更好的使用体验。

直流电机调速系统的设计需要考虑电机的性能要求、电路设计、控制算法和系统可靠性等方面的问题。

本开题报告将以直流电机调速系统的设计为基础，分析相关参数的选择、电路设计和控制策略的优化，为后续的系统设计提供指导和建议。

2. 分析2.1 直流电机的特点直流电机是一种将直流电能转化为机械能的装置，具有以下特点：•转速范围广：直流电机可以在较宽的转速范围内工作，通常转速可以由几十转/分钟到几千转/分钟变化。

•转矩可调：通过改变电机的励磁电流或电源电压，可以实现电机转矩的调节。

•响应快速：直流电机具有较快的响应速度，能够快速适应负载变化。

2.2 直流电机调速系统的参数选择在设计直流电机调速系统时，需要选择合适的参数以满足系统的性能要求。

以下是一些常见的参数选择和考虑的因素：•电机参数：包括额定电压、额定功率、额定转速等。

根据实际需求选择合适的电机参数。

•传感器选择：选择合适的速度、转矩传感器以获得准确的反馈信号，用于控制系统。

•控制算法选择：根据实际需求选择合适的控制算法，常见的有PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

•电路设计：设计适当的电路用于控制电机的电流和电压，以实现期望的调速效果。

•保护系统设计：设计过流、过载和过热保护系统，保证电机的安全运行。

2.3 直流电机调速系统的控制策略优化直流电机调速系统的控制策略可以通过优化控制算法和参数来提高系统的性能。

•PID控制算法优化：调整PID控制器的比例、积分和微分参数，使得系统响应更加平稳、快速，并减小超调量和稳定误差。

•软件调速算法：通过改变调速策略、动态响应和控制算法的实现方式，将调速算法的性能最大化。