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电动车无刷直流电机驱动系统的设计的开题报告一、选题背景随着电动车技术的不断发展，电动车的使用越来越广泛。
当前市场上主要的电机驱动系统是直流电机驱动系统。
然而，传统的有刷直流电机存在电刷磨损等问题，而无刷直流电机可以避免这些问题，具有更高的效率和可靠性。
因此，本开题报告选取了电动车无刷直流电机驱动系统的设计为研究对象。
二、研究目的和意义本研究的主要目的是设计一种高效、可靠的电动车无刷直流电机驱动系统，并对其进行性能评估。
具体的研究目标如下：1. 了解无刷直流电机的原理及其优点；2. 设计一个电动车无刷直流电机驱动系统；3. 进行性能测试和评估。
本研究的意义在于提高电动车的效率和可靠性，减少电机维护成本，为电动车的发展做出贡献。
三、研究内容和方法本研究的主要内容包括以下三个方面：1. 研究无刷直流电机的原理及其特点；2. 设计电动车无刷直流电机驱动系统；3. 进行性能测试和评估。
为了达到以上研究目标和内容，采用以下方法进行研究：1. 文献资料法：阅读相关资料，了解无刷直流电机的原理及其特点，了解电动车无刷直流电机驱动系统的设计；2. 实验法：通过搭建实验平台，测试电动车无刷直流电机驱动系统的性能；3. 模拟法：采用MATLAB等软件模拟无刷直流电机的运行情况，验证设计方案的可行性。
四、研究进度安排本研究计划于2022年9月开始，于2023年6月完成。
具体研究进度如下：9月-10月：文献调研和资料收集；11月-12月：无刷直流电机的原理及其特点研究；1月-2月：电动车无刷直流电机驱动系统的设计；3月-4月：实验平台搭建；5月-6月：性能测试、数据分析和撰写论文。
五、预期研究成果本研究的预期成果为：1. 设计一种高效、可靠的电动车无刷直流电机驱动系统；2. 完成电动车无刷直流电机驱动系统的性能测试，对系统性能进行评估；3. 撰写一篇关于电动车无刷直流电机驱动系统的设计和性能评估的论文。
六、参考文献1. 许中杰. 无刷直流电机控制器在电动车上的应用研究[J]. 制造技术与机床, 2021(3):195-196.2. 徐峰, 刘志洋. 无刷直流电机技术在新能源汽车上的应用研究[J]. 车用发动机技术, 2021, 47(10):20-21.3. 王明珠, 刘德美. 无刷直流电机功率驱动控制技术的应用研究[J]. 电力科学与工程, 2020, 36(5):128-132.。
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。
直流电机控制算法的研究与实现的开题报告一、选题背景和意义直流电机是一种常见的电动机种类，广泛应用于机械、工业、汽车、船舶、航空等领域。
随着现代控制技术的迅猛发展，直流电机的控制器件性能越来越精密、复杂，因此，如何设计一套有效、实用的直流电机控制算法技术已经成为研究的热点之一。
本研究拟通过系统地研究直流电机的控制原理、控制方法与控制器件性能等关键技术，设计并实现一套实用型的直流电机控制算法，为进一步推动直流电机技术的发展与应用提供科学依据和技术支撑，起到积极推动的作用。
二、研究内容1. 系统综述直流电机的基本原理、操作特性及其应用领域；2. 深入探讨直流电机控制算法的理论与实践问题；3. 研究常见的直流电机控制算法(Armature Control, Field Control, Chopper Control, PWM Control等)的工作原理、特点和适用范围，比较不同算法的优缺点；4. 基于所选控制算法的特点，设计相应的电路结构和数据处理算法，将其应用到实际的直流电机控制中；5. 针对实际应用中出现的问题，分析原因，提出优化方案。
三、研究方法1.理论方法：通过学习、总结和分析学术文献和经典著作，理解直流电机控制的基本原理、方法和技术；2.实验方法：根据设计思路，建立实验平台，对所选的算法进行实践验证，不断优化算法设计；3. 数据处理方法：采用MATLAB,python等软件、工具进行数据处理、实验数据分析与算法实现。
四、研究计划与进度安排主要任务计划进度实际进度文献综述 1周已完成直流电机基本原理及操作特性综述 2周已完成直流电机控制算法综述与分析 2周已完成设计算法方案及实验平台搭建 3周已完成算法实践验证、结果分析和提出方案 7周进行中论文撰写和形成 3周留出时间安排五、预期研究成果1. 深入了解并掌握直流电机控制算法的基本理论和概念；2. 设计实用型的直流电机控制算法，并通过实验验证其稳定性、性能以及应用价值；3. 比较常用直流电机控制算法的优缺点，提出本文实现的直流电机控制算法的优化方案；4. 最终完成一篇具有高水平的学术论文，为直流电机控制算法研究提供一定的参考和借鉴意义。
开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从电气系网页或各教研室FTB上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。
3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。
4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计说明书》等资料装入文件袋中。
毕业设计（论文）开题报告1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写3000字左右的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。
文献综述----无刷直流电动机的设计湖南工程学院郭孟军关键词无刷电机直流电动机发展史引言：无刷直流电机既有交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又能象直流电机那样，运行效率高，无励磁损耗，调速性能好，所以在仪器仪表、化工、轻纺、医疗仪器和家用电器等各个领域特别是在高新技术领域有着日益广泛的应用。
由于无刷直流电机是一种特殊的永磁同步电动机，其定子由三相绕组组成，电源通过驱动电路供给定子绕组脉宽调制(PWM)形的方波电流，其转子由瓦型永久磁铁制成并进行特别的磁路处理，以产生梯形波的气隙磁场，从而使转子在合成磁场力的作用下产生转动。
因此一般的无刷直流电机都应配备转子磁极位置检测器如霍尔元件或其它检测传感器，要根据转子磁极位置的变化及时对组成驱动电路的三相逆变器换相，同时形成转速反馈环进行转速控制。
定子电流则通过主回路的电流传感器检测并反馈构成电流环.一、无刷直流电动机发展历史与趋势无刷直流电动机是在有刷直流电机的基础上发展起来的。
小功率直流电动机数字控制系统的开发的开题报告一、研究背景随着工业自动化的不断发展，数字控制技术在机械制造、电子制造等各个领域得到广泛应用。
特别是在电机控制的领域，数字控制系统能够实现高效、精确和稳定的控制，因此在工业控制中得到了广泛的应用。
在小功率直流电机的控制方面，数字控制系统也有着广泛的应用前景。
二、问题描述小功率直流电机的控制系统在实际应用中需要满足以下要求：1. 能够实现精确的电机速度控制。
2. 能够对电机的转向进行控制。
3. 能够实现电机启停控制。
4. 控制系统的成本不能过高。
因此，设计一个能够满足以上要求、并且成本适中的数字控制系统成为了一个重要的课题。
三、研究目的为了实现小功率直流电机数字控制系统的设计，本研究主要目的包括：1. 研究数字控制技术及其在小功率直流电机控制中的应用。
2. 设计小功率直流电机数字控制系统，并包括硬件电路的设计和软件程序的编写。
3. 对数字控制系统进行性能测试和稳定性测试，以验证其控制效果和稳定性。
四、研究内容1. 数字控制技术的研究：介绍数字控制技术的基本原理及其在小功率直流电机控制中的应用。
2. 控制系统的硬件设计：设计小功率直流电机控制系统的硬件电路，包括电机驱动电路、电源电路、传感器接口电路等。
3. 控制系统的软件编写：编写小功率直流电机控制系统的软件程序，包括数据采集与处理、PID算法实现、电机控制等。
4. 性能测试和稳定性测试：对设计好的数字控制系统进行性能测试和稳定性测试，以验证其控制效果和稳定性。
五、研究意义1. 小功率直流电机数字控制系统的研发可以为各领域的小功率直流电机应用提供更高效、更精确和更稳定的控制解决方案。
2. 研究数字控制技术的应用也对数字控制相关领域的技术人员有着一定启示意义。
3. 通过开展数字控制技术的研究，提高了本团队的技术水平和研发能力。
六、论文结构本论文主要包括以下几个部分：第一章：引言。
本章介绍了研究背景、问题描述以及研究目的。
电动车无刷直流电动机控制技术研究与应用的开题报告题目：电动车无刷直流电动机控制技术研究与应用一、研究背景随着社会经济的不断发展和人们生活水平的提高，汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而随着环保意识的逐渐加强和国家政策的支持，新能源汽车成为了未来发展的趋势。
其中，电动车得到了广泛的认可和关注，其作为一种环保、节能的代表车型，正在逐渐替代传统燃油车。
无刷直流电动机作为电动车的关键动力部件，对电动车的性能、噪音以及电量消耗等方面起着至关重要的作用。
二、研究目的与意义研究针对电动车无刷直流电动机的控制技术，旨在提高电动车的性能和节能效果，降低噪音和环境污染等方面的问题。
同时，研究无刷直流电动机的控制技术，也能为电动车的制造和推广提供技术支持和理论依据。
此外，研究成果还将推动我国电动汽车产业的发展，助力于我国新能源汽车产业整体实力的提升。
三、研究内容本研究主要包括以下方面的内容：1. 对无刷直流电动机的构造和工作原理进行研究分析，深入了解电动机的管理和控制方法。
2. 对电动车无刷直流电动机控制技术的发展现状和趋势进行了全面了解，包括传统的控制方法和现今流行的控制技术。
3. 对无刷直流电动机控制器的结构及其工作原理进行研究，了解其控制逻辑和调节方法。
4. 针对无刷直流电动机控制器中的调节问题，针对性地提出解决方案，研究开发适用的控制策略和技术，提升电动车无刷直流电动机的性能和稳定性。
5. 在实际电动车中进行无刷直流电动机控制技术的应用和验证，评估和分析其效果和优缺点。
四、预期成果通过对电动车无刷直流电动机控制技术的研究，我们将能够：1. 深入了解无刷直流电动机的控制原理和方法，熟悉无刷直流电动机控制器的结构和工作原理；2. 熟悉电动车无刷直流电动机的调节过程，掌握其控制策略和技术；3. 在实际电动车中进行无刷直流电动机控制技术的应用和验证，了解其效果和优缺点；4. 提出相应的优化建议和措施，以提高无刷直流电动机的性能和稳定性。
毕业设计开题报告电气工程与自动化直流电机的特性和调速分析一、选题的背景与意义直流电机以其优良的动性能和调速性能，在对起动及调速性能要求较高的生产机械领域有着它不可替代的作用，它实现了直流电能和机械能互相转换。
直流电机是指把直流电能转化机械能的电机成为直流电机。
直流电机主要被用于调速要求较高的生产机械上。
具有调速范围广易于平滑调速，启动、制动和过载转矩大可靠性高的优点。
常规的直流电机就是有刷的直流电机，简称直流电机，是指直流电机的电枢供电电源是直流电，而在电枢绕组中流过的电流却是交流的。
它是利用换向器和电刷将直流电源的电流引入电枢绕组，并实现换向。
直流电机是最早出现的电动机，在所有的执行电动机中，直流电机的工作特性最好，与其他各类电动机相比，直流电机的体积小、效率高、功率大、启动转矩大、过载能力强、动态特性好、容易控制、灵活方便，因此广泛应用在要求较高的调速控制系统中。
Matlab是一种科学计算软件，其是MatrixLaboratory(矩阵实验室)的缩写。
这是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。
早期的Matlab主要用于解决科学和工程的复杂数学计算问题。
由于它使用方便、输入便捷、运算高效、适应科技人员的思维方式，并且有绘图功能，有用户自行扩展的空间，因此特别受到用户的欢迎，使它成为在科技界广为使用的软件，也是国内外高校教学和科学研究的常用软件。
在工业生产现场，对直流电机的运动和稳定性能的要求比较高，通过Matlab仿真软件，可以建立直流电机调速控制系统的模型，便于观察和研究直流电机控制系统在不同的给定参数运行状态下的特性曲线，并且可以通过修改仿真模型中的直流电机的各个模块的数学参数表达式，以达到优化直流电机控制系统性能的目的。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：直流电机研究的基本内容:利用Matlab仿真软件，建立直流电机控制系统的仿真模型，对直流电机的静态特性，启动特性以及调速系统进行分析和仿真，验证数学模型的有效性及控制系统的合理性；同时改变系统的结构、加入不同的扰动和参数变化，以便考察系统在不同结构和不同工况下的动态和静态特性。
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。
毕业设计(论文)开题报告题目：无刷直流电机调速控制系统
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2012年02月27日
测问题。
但是位置传感器的存在增加了系统的成本和体积，降低了系统可靠性，限制了无刷直流电动机的应用范围，对电机的制造工艺也带来了不利的影响。
因此，国内外对无刷直流电动机的无位置运行方式给予高度重视。
无机械式位置传感器转子位置检测是通过检测和计算与转子位置有关的物
理量间接地获得转子位置信息，主要有反电动势检测法、续流二极管工作状态检测法、定子三次谐波检测法和瞬时电压方程法等。
4．控制器
控制器是无刷直流电动机正常运行并实现各种调速伺服功能的指挥中心，它主要完成以下功能：
（1）对转子位置检测器输出的信号、PWM调制信号、正反转和停车信号进行逻辑综合，为驱动电路提供各开关管的斩波信号和选通信号，实现电机的正反转及停车控制。
（2）产生PWM调制信号，使电机的电压随给定速度信号而自动变化，实现电机开环调速。
（3）对电动机进行速度闭环调节和电流闭环调节，使系统具有较好的动态和静态性能。
（4）实现短路、过暗自流、过电压和欠电压等故障保护电路。
5．基本原理
通过位置传感器的对电机的位置进行检测，将其位置信号传入微控制器，微控制器对其信号进行逻辑出来，产生相应的脉冲驱动信号，经功率驱动单元放大，放大控制信号对逆变电路进控制，通过电力全控晶体管的开通达到将交流电流转变为直流电流的工作
3.关于无刷直流电机调速系统的设计基本思路重点和难点。
直流电机闭环控制技术研究的开题报告一、研究背景随着现代工业技术的不断发展和成熟，直流电机被广泛应用于各种工业机械设备中，如电动机械、电子电站等。
直流电机闭环控制技术是现代工业中的一项重要技术，可以实现对直流电机的稳定、高效控制，提高直流电机的使用性能和效率。
因此，研究直流电机闭环控制技术具有重要的实际意义和应用价值。
二、研究目的本研究旨在探讨直流电机闭环控制技术的相关理论、算法和实现方法，深入了解不同的闭环控制策略和参数优化方法，并在实验中验证其效果和实用性。
三、研究内容1. 直流电机闭环控制的基本理论和原理2. 常见的闭环控制方法及其特点3. 各种闭环控制策略的设计与优化4. 直流电机闭环控制参数的优化方法及实验验证5. 基于不同控制策略的直流电机闭环控制实验设计和实现四、研究方法本研究采用理论研究和实验验证相结合的方法。
首先，通过文献调研和相关资料的研究，理解直流电机闭环控制的基本理论和原理，以及各种闭环控制方法的特点和优劣。
在此基础上，通过模拟和仿真实验，验证理论和算法的正确性和实用性。
最后，设计并实现基于不同控制策略的直流电机闭环控制实验，对实验结果进行分析和总结。
五、预期成果1. 对直流电机闭环控制技术的基本理论和原理进行深入探讨；2. 研究不同的闭环控制策略，探索优化参数的方法；3. 设计并实现基于不同控制策略的直流电机闭环控制实验；4. 结合实验结果，总结控制策略的特点和优劣，提出改进和优化建议，为直流电机闭环控制技术的应用和推广提供参考。
六、研究计划1. 确定研究方向和目标，进行文献调研和资料收集；2. 研究直流电机闭环控制技术的基本理论和原理；3. 研究常见的闭环控制方法及其优缺点；4. 探讨各种闭环控制策略的设计与优化方法；5. 模拟和仿真实验验证理论和算法的正确性和实用性；6. 设计并实现基于不同控制策略的直流电机闭环控制实验；7. 分析实验结果，总结控制策略的特点和优劣，提出改进与优化建议；8. 撰写研究报告，准备开题答辩。
一、题目来源题目来源于生产实际二、设计的意义及国外状况1.1设计的意义一个多世纪以来，电机作为机电能量转换装置，其应用遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。
电机的主要类型有：直流电机、感应电机和同步电机。
传统的直流电机因具有非常优秀的线性机械特性，较宽的调速围，良好的启动性以及简单的控制电路等优点，长期以来一直广泛地在各种驱动装置和伺服系统中。
无刷直流电机的组成：无刷直流电动机(Brushless DC Motor,简称BLDCM)是一种典型的机电一体化产品,它是由电动机本体、位置检测器、逆变器和控制器组成的自同步电动机系统或自控式变频同步电动机。
位置检测器检测转子磁极的位置信号,控制器对转子位置信号进行逻辑处理并产生相应的开关信号，开关信号以一定的顺序触发逆变器中的功率开关器件，将电源功率以一定的逻辑关系分配给电动机定子各相绕组，使电动机产生持续不断的转矩。
无刷直流电机具有以下优点：1）低噪声：因为没有了机械电刷或滑环式电刷，无刷直流电机消除了除支承、连接以及负载以外的机械噪声.2）高效率：无刷直流电机是目前电机中最高效率的一种电机，这要归功于其利用永磁体长生的恒定、持续的磁场的缘故。
在合适的操作条件下永磁无刷直流电机的永磁体具有非常小的去磁系数.3）无励磁需要：如上所述，无刷直流电机利用永磁体产生恒定磁场，省去了传统电机的电励磁部分.4）易维护、寿命长：消除了机械电刷和换相器的无刷直流电机比传统直流电机构造简单，更易维护，而且电机寿命更长.5）控制结构简单：无刷直流电机的转矩正比于电机电流，反馈装置简单，不需要采用绝对位置编码器或旋转变压器，因此较之交流电机更易于控制。
正式因为这个原因，目前已有很多半导体厂家生产了适合无刷直流电机控制需要的专用集成电路控制芯片.目前，无刷直流电机的应用越来越普遍，国近年来在无刷直流电机的设计和控制方面有很多的研究，但与国外成熟的产品化相比还有很多地方只得提高。
直流电机调速系统设计开题报告一、研究背景直流电机是一种常见的电动机，其具有结构简单、运行可靠、调速范围广等优点，在工业生产中得到了广泛应用。
然而，直流电机的转速通常是恒定的，不能满足不同工艺要求对转速的变化控制。
因此，需要设计一种直流电机调速系统来实现对直流电机转速的精确控制。
二、研究目的本次研究旨在设计一种基于单片机和功率模块的直流电机调速系统，实现对直流电机转速的精确控制。
具体目标包括：1. 理解直流电机调速原理和方法；2. 熟悉单片机和功率模块的基本原理；3. 设计并实现一个可靠稳定、精度高、操作简便的直流电机调速系统。
三、研究内容1. 直流电机调速原理和方法(1) 直接调压法(2) 串联型调压法(3) 并联型调压法(4) PWM 调制法2. 单片机和功率模块基本原理(1) 单片机基本原理(2) 功率模块基本原理3. 直流电机调速系统设计(1) 系统框图设计(2) 控制程序设计(3) 电路板设计(4) 调试与测试四、研究方法1. 理论分析法：对直流电机调速原理和方法进行理论分析，确定适用于本次研究的调速方法。
2. 实验研究法：根据理论分析结果，选取合适的单片机和功率模块，进行系统框图设计、控制程序编写、电路板设计等实验研究工作，并进行调试与测试。
五、预期成果本次研究预期获得以下成果：1. 掌握直流电机调速原理和方法；2. 熟悉单片机和功率模块的基本原理；3. 设计并实现一个可靠稳定、精度高、操作简便的直流电机调速系统；4. 获得相关技术文献资料并撰写相关学术论文。
六、研究计划1. 第一周：查阅相关文献，了解直流电机调速原理和方法，并确定适用于本次研究的调速方法。
2. 第二周：选取合适的单片机和功率模块，进行系统框图设计、控制程序编写。
3. 第三周：进行电路板设计，并进行调试与测试。
4. 第四周：撰写相关学术论文，总结研究成果。
七、研究难点1. 如何选择合适的单片机和功率模块；2. 如何进行系统框图设计和控制程序编写；3. 如何进行电路板设计和调试测试。
一、题目来源题目来源于生产实际二、设计的意义及国内外状况1.1设计的意义一个多世纪以来，电机作为机电能量转换装置，其应用遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。
电机的主要类型有：直流电机、感应电机和同步电机。
传统的直流电机因具有非常优秀的线性机械特性，较宽的调速范围，良好的启动性以及简单的控制电路等优点，长期以来一直广泛地在各种驱动装置和伺服系统中。
无刷直流电机的组成：无刷直流电动机(Brushless DC Motor,简称BLDCM)是一种典型的机电一体化产品,它是由电动机本体、位置检测器、逆变器和控制器组成的自同步电动机系统或自控式变频同步电动机。
位置检测器检测转子磁极的位置信号,控制器对转子位置信号进行逻辑处理并产生相应的开关信号，开关信号以一定的顺序触发逆变器中的功率开关器件，将电源功率以一定的逻辑关系分配给电动机定子各相绕组，使电动机产生持续不断的转矩。
无刷直流电机具有以下优点：1）低噪声：因为没有了机械电刷或滑环式电刷，无刷直流电机消除了除支承、连接以及负载以外的机械噪声.2）高效率：无刷直流电机是目前电机中最高效率的一种电机，这要归功于其利用永磁体长生的恒定、持续的磁场的缘故。
在合适的操作条件下永磁无刷直流电机的永磁体具有非常小的去磁系数.3）无励磁需要：如上所述，无刷直流电机利用永磁体产生恒定磁场，省去了传统电机的电励磁部分.4）易维护、寿命长：消除了机械电刷和换相器的无刷直流电机比传统直流电机构造简单，更易维护，而且电机寿命更长.5）控制结构简单：无刷直流电机的转矩正比于电机电流，反馈装置简单，不需要采用绝对位置编码器或旋转变压器，因此较之交流电机更易于控制。
正式因为这个原因，目前已有很多半导体厂家生产了适合无刷直流电机控制需要的专用集成电路控制芯片.目前，无刷直流电机的应用越来越普遍，国内近年来在无刷直流电机的设计和控制方面有很多的研究，但与国外成熟的产品化相比还有很多地方只得提高。
无刷直流电机控制系统的设计与实现的开题报告一、选题背景和意义随着现代工业的发展，各种机械设备也越来越多地使用无刷直流电机，其主要优点是具有高效率、高可靠性、低噪声、高速度和快速响应等特点。
因此，开发和设计一种有效的无刷直流电机控制系统对现代化工业的发展具有重要意义。
二、选题的目的和任务本文的目的是设计一种无刷直流电机控制系统，通过对无刷直流电机进行调速和控制，在实际的工业生产中提高设备的运行效率，降低能耗，提高生产效率。
要完成这样的目标，需要完成以下任务：1. 确定无刷直流电机控制的基本原理，包括电机的控制方式和工作原理。
2. 确定控制系统的硬件结构，包括采用的芯片、传感器和控制模块等。
3. 设计控制系统的软件程序，包括程序的编写和算法的设计。
4. 对控制系统的实现进行模拟，并对其进行仿真，分析其性能和可行性。
5. 对系统进行验证和应用测试，通过实际应用情况进行系统优化和调整。
三、选题内容和研究方法本文的主要内容包括：1. 无刷直流电机控制的基本原理研究，包括电机的工作原理、调速原理和控制模式等。
2. 控制系统的硬件结构设计，包括选择合适的芯片、传感器和控制模块以及进行硬件电路的布局和连接。
3. 控制系统的软件设计，包括程序的编写和算法的设计，如PID等常见控制算法的应用。
4. 对控制系统的实现进行模拟，并对其进行仿真，分析控制系统的性能和可行性。
5. 对系统进行验证和应用测试，通过实际应用情况进行系统的优化和调整。
本文的研究方法主要包括理论研究、仿真模拟和实验验证等方法，通过这些方法综合分析无刷直流电机控制系统的性能和可行性，为未来的控制系统设计提供参考。
四、预期结果和意义预期的结果是设计和实现一种高效、可靠、稳定的无刷直流电机控制系统，通过对系统的实验验证和应用测试，得到高效节能，可靠性好的系统，并为今后无刷直流电机控制领域的发展提供了更多的研究思路和方向。
五、研究难点和解决方案本文研究的难点主要包括：1. 无刷直流电机的控制方式和控制原理不同于传统的电机控制，需要深入研究其控制原理和控制方式。
毕业设计/论文
开题报告
课题名称基于PROTEUS的直流电机调速系
统仿真设计
类别毕业设计
系别机电与自动化学院
专业班电气工程及其自动化0706班
姓名加珣
评分
指导教师吴雯
华中科技大学武昌分校
华中科技大学武昌分校学生毕业设计开题报告学生姓名加珣学号20071131259专业班级电气0706
系别机电与自动化
学院
指导教师吴雯职称工程师
课题名称基于PROTEUS的直流电机调速系统仿真设计
1课题设计的目的和意义
1.1课题设计的目的
Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
直流电机虽不需要其它的设备来帮助调速，但自身的结构复杂，制造成本高；在大功率可控晶闸管大批量使用之前，直流电动机用于大多的调速场合。
直流调速系统具有较大的起动转矩和良好的起、制动性能以及易于在宽范围内实现平滑调速，至今都是自动调制系统的主要形式。
电机的控制部分已经由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制。
采用微处理器控制，使整个调速系统的数字化程度，智能化程度有很大改观；采用微处理器控制，使调速系统在结构上简单化，可靠性提高，操作维护变得简捷，电机稳态运行时转速精度等方面达到较高水平。
简单的微处理器控制电机，只需利用微处理器控制继电器、电子开关元器件，使电路开通或关断就可实现对电机的控制。
对于复杂的微处理器控制电机,则要利用微处理器控制电机的电压、电流、转矩、转速、转角等，使电机按给定的指令准确工作。
1.2课题设计的意义
直流调速系统的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术和微机应用技术的最新发展成就。
功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动机控制方法能够得到实现。
随着单片机的发展，数字化直流PWM调速系统在工业上得到了广泛的应用，控制方法也日益成熟。
它对单片机的要求是：具有足够快的速度；有PWM口，用于自动产生PWM波；有捕捉功能，用于测频；有A/D转换器、用来对电动机的输出转速、输出电压和电流的模拟量进行模/数转换；有各种同步串行接口、足够的内部ROM和RAM，以减小控制系统的无力尺寸；有看门狗、电源管理功能等。
因此该实验中选用单片机AT89C51。
通过设计基于AT89C51单片机的直流PWM调速系统并调试得出结论，在掌握
AT89C51的同时进一步加深对直流电动机调速方法、PI控制器的理解，对运动控制的相关知识进行巩固。
直流电动机是最早出现的电动机，也是最早实现调速的电动机。
长期以来，直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。
由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，高效率，优异的动态特性，现在仍是大多数调速控制电动机的最优选择。
因此研究直流电机的速度控制，有着非常重要的意义。
2课题设计的主要内容
2.1PROTEUS软件应用学习
使用Proteus软件可以培养实验设计能力，并降低科研投入，不担心烧坏设备和元器，支持创新性设计，培养团队合作能力，提高实验质量，扩展学习思路和提高学习兴趣。
本设计将利用Proteus软件进行实例练习，例如：电工基础实例、模拟电路实例、数字电路实例、综合实验设计等，为直流电机调速系统仿真做准备。
2.2直流电机调速系统仿真
本设计的研究对象为直流电动机，对其转速进行控制。
系统硬件设计为：以AT89C51为核心，由转速环、显示、按键控制等电路组成。
具体内容如下：
（1）介绍直流电动机工作原理及PWM调速方法。
直流电动机是由直流电源供电，输入的是电能，输出的是机械能。
PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形，保持开关周期T不变，调节开关导通时间Ton。
（2）完成以MCS51为控制核心的直流电机数字控制系统硬件设计。
图1硬件连接图
（3）以该系统的特点为基础进行分析，使用PWM控制电机调速，并由实验得到合适的相关参数。
3设计方案
3.1直流电动机的PWM调压调速原理
对于直流电机而言，其转速表达式为：
n=U-IR/Kφ
式中U—电枢端电压；
I—电枢电流；
R—电枢电路总电阻；
φ—每级磁通量；
K—电机结构参数
（1）
电机结构参数由(1)式可得，直流电动机的调速方法可以分为电枢回路串电阻的调速方法、调节励磁磁通的励磁控制方法和调节电枢电压的电枢控制方法在上述三种方法中。
目前广泛应用的是通过改变电机电枢电压接通时间与通电周期的比值f占空比1来控制电机的转速。
这种方法称为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)即PWM控制。
电
动机电枢得到的电压波形如图1所示．电压平均值描述为
Uav=t1/（t1+t2）Us=t1Us/T=αUs
式中t1—通电时间；
T—周期；
α—占空比，α=t1/T
（2）
由(2)式可知，当电源电压不变的情况下，电枢端电压Uav取决于占空比的大小．改变就可以改变端电压的平均值，从而达到调速的目的。
图2PWM控制波形图
3.2PWM波形的程序实现
采用MCS51单片机、IR2110功率驱动芯片构成整个系统的核心实现对直流电机的调速。
51单片机具有两个定时器T1和T2。
通过控制定时器初值T1和T2，从而可以实现从任意端口输出不同占空比的脉冲波形。
IR2110是专门的MOSFET管和IGBT的驱动芯片，带有自举电路和隔离作用，有利于和单片机联机工作，且IGBT的工作电流可达50A，电压可达1200V，适合工业生产应用。
由(2)式可知，改变占空比可以改变电枢端电压，改变占空比的方法有3种，即定宽调频法、调宽调频法和定频调宽法，前两种方法均改变了信号的频率，当频率与系统固有频率接近时，将引起振荡，故应用较少。
目前在直流电动机的控制中以PWM控制方式为主，PWM信号的产生通常有两种途径，传统的方法是利用硬件电路实现，随计算机技术及电力电子技术的发展，PWM波形采用软件方法实现显得非常灵活和实用,以MCS51单片机为控制核心。
晶振频率为12MHz定时计数器T0、T1作定时器使用，工作在方式2，定时时间为0.1ms，若PWM波形的频率为50Hz，占空比为1:1。
则R0和R1载入30H 和31H单元的值初始100，即T=To*RO+T1*R1，若在程序中利用按键产生中断调用来改变30H和31H单元的值就可以改变占空比。
3.3直流电动机驱动
在直流电动机的驱动中，本系统采用集成电路L298来驱动电机。
图3L298内部结构和功能引脚图
L298是双H高电压大电流功率集成电路，直接采用TTL逻辑电平控制。
可以驱动继电器、直流电动机、步进电动机等电感性负载。
4实施计划
（1）第1~4周查阅资料，翻译外文资料，撰写开题报告。
（2）第4周开题报告答辩。
（3）第5~10周进行毕业设计的理论研究、方案设计、软硬件设计、实验
测试等。
（4）第11周对前期理论工作及软硬件设计做初步检查。
（5）第11~13周撰写毕业设计论文并完成初稿。
（6）第14~15周交给指导老师检查，批改。
后修改论文并定稿。
（7）第15周毕业设计答辩资格审查。
（8）第16周毕业设计答辩，最终完成毕业设计。
5主要参考文献
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指导教师意见
指导教师签字：
年月日
教研室审查意见：
答辩小组意见：
组长签字：
年月日
负责人签字：
年月日系审查意见：
系主任签字：
（系公章）
年月日（此表由学生填写，指导教师、教研室、系签署意见）。
