直流电动机转速控制--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。

直流电机转速控制实验报告自动控制原理实验实验报告直流电机转速控制设计一、实验目的1、了解直流电机转速测量与控制的基本原理。

2、掌握LabVIEW图形化编程方法，编写直流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、实验设备与器件计算机、NI ELVIS II多功能虚拟仪器综合实验平台、LabVIEW软件、万用表、12V直流电机、光电管，电阻、导线。

三、实验原理直流电机转速测量与控制系统的基本原理是：通过调节直流电机的输入电压大小调节电机转速；利用光电管将电机转速转换为一定周期的光电脉冲、采样脉冲信号，获取脉冲周期。

将脉冲的周期变换为脉冲频率，再将脉冲频率换算为电机转速；比较电机的测量转速与设定转速，将转速偏差信号送入PID控制器，由PID 控制器输出控制电压，通可变电源输出作为直流电机的输入电压，实现电机转速的控制。

四、实验过程（1）在实验板上搭建出电机转速光电检测电路将光电管、直流电机安装在实验板上的合适位置，使得直流电机的圆片恰好在光电管之中，用导线将光电管与相应阻值的电阻相连，并将电路与相应的接口相连，连接好的电路图如下。

（2）编写程序，实现PID控制SP为期望转速输出，是用户通过转盘输入期望的转速；PV为实际测量得到的电机转速，通过光电开关测量马达转速可以得到；MV为PID输出控制电压，将其接到“模拟DBL”模块，实现控制电源产生所需的直流电机控制电压。

通过不断地检测马达转速与期望值对比产生偏差，通过PID控制器产生控制信号，实现对直流电机转速的控制。

编写的程序如下图所示五、调试过程及结果PID参数调整如下时，系统出现了振荡现象，导致了系统的不稳定。

于是将参数kc调小，调整后的参数如下：系统出现了一定程度的超调，不满足实际的应用。

继续将Ti参数调大，并加入移位寄存器，对转速测量值取滑动平均，得到较为理想的系统输出。

-全文完-。

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。

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。

直流电机调速系统毕业论⽂开题报告
直流电机调速系统毕业论⽂开题报告
⼀、本课题研究现状：
1）在现代⼯业中，电动机作为电能转换的传动装置被⼴泛应⽤于机械、冶⾦、⽯油化学、国防等⼯业部门中，对电动机的速度要求越来越⾼，如何控制电动机的速度，是关系着许多⾏业的⽣产和发展。

随着对⽣产⼯艺、产品质量的要求不断提⾼和产量的增长，越来越多的⽣产机械要求能实现⾃动调速。

长期以来，⾃动调速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。

以前电动机⼤多使⽤由模拟电路组成的控制柜进⾏控制，现在单⽚机已经开始取代模拟电路作为电机控制器。

当前电机控制器的发展⽅向越来越趋于多样化和复杂化，现有的专⽤集成电路未必能满⾜苛刻的新产品开发要求，为此可考虑开发电机的新型单⽚机控制器，因此研究直流电机的速度控制，有着⾮常重要的意义。

2）综述国外电机调速的研究动态和⾃⼰的见解
直流电机问世已有⼀百四⼗多年的历史。

在设计和制造技术上有很⼤进步, 新材料、新技术的应⽤以及整流电源的普及, 促进了⼀般⼯业⽤直流电机的不断扩⼤,品种的⽇益繁多。

，直流调速系统仍将处于⼗分重要地位。

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。

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。