毕业设计论文小功率直流电机调速系统设计

课程设计(论文)题目: 小功率直流调速系统设计带电流变化率内环的三环系统设计学生姓名：王尼玛专业：自动化（工程）学号： 52525222 班级：自动化22指导教师： poslty成绩： A工程技术学院2012 年 1 月摘要实际的多环调速系统种类繁多，转速一电流双闭环直流调速系统是性能较好、应用最广的直流调速系统。

转速一电流双闭环调速系统在启动过程中，依靠电流环的恒流调节作用，可保持启动电流为最大允许电流值，使系统以最大加速度上升，实现系统的快速性。

但与此同时也存在着诸多问题，例如启动开始时，转速调节器立即达到饱和，电流调节器的给定值很大，而晶闸管整流装置本身的惯性又较小，故电流上升率很高，这使直流电动机的换向条件恶化。

此外，对机械传动机构也会产生很强的冲击，因此要求限制最大电流变化率，而如果用延缓电流环的跟随作用来压低电流变化率，又会影响系统的快速性。

解决转速～电流双闭环存在的以上问题的最好方法，就是使系统在最大允许电流和最大允许电流变化率的条件下实现最快控制，即在电流环内设置电流变化率内环，构成带电流变化率内环的三环调速系统。

关键词电流变化率转速目录摘要 (II)1 课程设计内容及技术指标 (1)1.1设计内容 (1)1.2性能技术指标 (1)2 系统组成及工作原理 (2)2.1 对象模型及参数的确定 (2)2.1.2直流电动机的参数测定: (2)2.2系统组成 (2)2.3工作原理简述 (4)2.3.1电流变化率环节简介 (4)2.3.2电流调节器的构成 (5)2.3.3转速调节器(ASR) (6)2.3.4转速环PI调节器部分参数计算 (6)3 仿真与调试 (8)3. 1 系统Simulink仿真图 (8)3.2 系统仿真 (8)3.2.1 电流内环的调试 (9)3.2.2电流变化率环的调试 (9)3.2.3 转速外环的调试 (10)4 总结 (11)4.1设计过程总结 (11)4.2 存在的问题和可能解决的方法 (11)致谢 (12)参考文献 (13)1 课程设计内容及技术指标1.1设计内容1. 设计实验内容及步骤，测定直流电机各参数，包括电枢回路电阻、电感、电磁时间常数及机电时间常数；2. 按可逆调速的要求，选择直流电源的形式，给出电路图及输出波形图；不要求对具体的元件型号及参数进行选择，也不要求对电源本身的控制电路（如可控硅整流的触发电路与PWM整流的驱动电路）及相关的保护电路进行选择；3. 按各分组中性能指标的要求，设计转速、电流双闭环系统（或相应的三环系统），给出系统的原理图及动态结构图；利用静态特性图确定反馈系数及各环节增益；利用动态结构图进行校正，确定各调节器（控制器）的结构与参数；4. 利用matlab进行仿真调试，观察系统起动过程中（即阶跃响应）转速误差、电流误差、电枢回路电流及转速的变化曲线，对参数进行适当调整，直至满足性能指标要求。

农业技术与装备AGRICULTURAL TECHNOLOGY &EQUIPMENT Vol.338No.02FEB.2018Heng TingThis project is to design a "small power DC servo motor speed control system",so that it can control the speedcontrol and positive inversion of DC motor through 12xs128single chip.The main idea is to control the positive and re-verse of the motor by using 12xs128single-chip microcomputer,H-Type drive circuit,and realize the constant speed regu-lation of current and speed with two closed loop,which has the functions of automatic starting,automatic stopping,auto-matic speed control and automatic direction control.It has the characteristics of simple structure,high control precision,low cost,easy to popularize,and each performance index is superior to the analog DC speed regulating system,so it can be applied to production and life and meet the needs of modernproduction.Servo motor,Speed regulation system,SCM,Man-machine interaction小功率直流伺服电机调速系统的设计衡蜓(山西农业大学信息学院，山西太谷030800)摘要该课题是设计一个“小功率直流伺服电机调速系统”，使其可以通过12XS128单片机来控制直流电机的调速和正反转。

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，LED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；LED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: DC motor speed control；H bridge driver circuit；LED display目录摘要 (1)ABSTRACT (1)目录 (2)第1章引言 (3)1.1 概况 (3)1.2 国内外发展现状 (4)1.3 要求 (4)1.4 设计目的和意义 (5)第2章方案论证和选择 (6)2.1 电机调速控制模块 (6)2.2 PWM调速工作方式 (7)2.3 PWM调脉宽方式............................ 错误！未定义书签。

序号（学号〉： 161240303长春大学 毕业设计（论文）直流电机速度PID 控制系统设计李一丹国际教育学院自动化1612403曹福成2016 年 5 月 30 0姓 名 学 院 专 业 班 级 指导教师直流电机速度PID控制系统设计摘要：针对现有的直流电机控速难的问题，本文设计了一种基于ATmegal6L单片机的直流电机速度控制系统。

本系统以ATinegal6L单片机为主控制器，搭载了L298n为电机驱动，通过霍尔元件进行测速，通过按键控制电机的转动方向和转动速度，并配以温度传感器DS18B20对温度进行监测，通过PID算法调节PW\1 进行对速度控制。

该系统包括的模块主要有单片机为主体的控制模块、电机的驱动模块、对电机速度进行监测的模块、由LCD1602构成的显示ky r模块、电源模块和按键控制模块等。

本系统可以通过PID算法实现可编程脉宽波形对直流电机的速度进行控制，并且可以显示出当前电机的转速。

关键词：单片机；PID算法；直流电机The design of DC motor speed control system with PID Abstract: According to the existing DC motor speed control problem, this paper describes the design of a DC motor speed control system based on ATmegal6L MCU. To ATMEGA16L microcontroller as the main controller for the system, equipped with a L298n for motor drive, through the hall element of speed, through the buttons to control the motor rotation direction and the rotation speed, and the temperature sensor DS18B20 the temperature monitoring, PID algorithm is used to adjust the PWM control of the speed. The system includes the following modules display microprocessor control module, as the main body of the motor drive module, monitoring module, the speed of motor is composed of LCD1602 module, power supply module and key control module.This system can realize through PID algorithm to control the speed of the programming pulse waveforms of DC motor, and can display the current motor speed.Keywords: single chip microcomputer, PID algorithm, DC motor ky r戈ml ml ——II —In —In | * 11—I 1111 ml 1111目录Bit (1)l.i选题背景及意义 (1)1.2国内外研宄现状 (2)1.3木文主要研究的内容 (3)第2章总体方案论述 (4)ky r2.1系统主要传感器介绍 (4)2.1.1温度传感器 (4)2.1.2转速检测模块 (5)2.2系统总体功能及方案选择 (6)2.2.1系统所需模块及功能 (6)2.2.2主控制器选择 (8)第3章系统总体硬件设计 (10)3.1单片机最小系统 (10)3.1.1ATmegal6L单片机的引脚分布 (10)3.1.2最小系统的硬件电路 (13)3.2电机驱动电路 (14)3.3温度检测电路 (15)3.4光电管提示电路和按键控制电路 (15)3.5LCD1602 显示电路 (16)3.6电源电路 (17)3.7本章小节 (18)第4章系统软件设计 (19)4.1系统总体流程图 (19)4.2 PID算法简介 (19)4.2.1PID算法介绍 (20)4.2.2HD算法结果 (21)4.3系统调试步骤 (21)4.4误差分析即改进方法 (22)给论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)隱 (26)附录I系统总体硬件电路图 (26)附录II系统中部分程序 (27)ky r In—ml ml ml ml | , I af—.第1章绪论1.1选题背景及意义电动机简称电机，俗称马达，在现实生活中，我们处处都可以见到电机的身影，小到小学生玩的电动四驱车，大到炼钢厂用的滚动罐，这些都是电机家族的成员。

论文题目：基于单片机的直流电机调速系统设计学生姓名：所在院系：所学专业：导师姓名：完成时间：摘要本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。

文章中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。

此外，本文中还采用了芯片IR2110作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且把它与延时电路相结合完成了在主电路中对直流电机的控制。

另外，本系统中使用了测速发电机对直流电机的转速进行测量，经过滤波电路后，将测量值送到AD转换器，并且最终作为反馈值输入到单片机进行PI运算，从而实现了对直流电机速度的控制。

在软件方面，文章中详细介绍了PI运算程序，初始化程序等的编写思路和具体的程序实现。

关键词：PWM信号，测速发电机，PI运算The Design of Direct Current Motor speedRegulation System Based On SCMChenliSchool of Information and EngineeringAbstractThis article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using MCS-51 single-chip computer to control the speed of a D.C. motor. It also clarifies the principles of PWM and the way to adjust the duty cycle of PWM signal. In addition, IR2110 used as an actuating device of the power amplifier circuit which controls the speed of rotation of D.C. motor. What’s more, tachogenerator is used in this system to measure the speed of D.C. motor. The result of the measurement is sent to AD converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the single-chip computer and participates in a PI calculation. As for the software, this article introduces in detail the idea of the programming and目录1. 引言 (1)1.1开发背景 (1)1.2选题的目的和意义 (1)1.3研究方法 (2)2. 总体设计概述 (2)2.1总体硬件电路设计 (2)2.1.1系统总体设计框图 (2)2.1.2 8051单片机简介 (3)2.1.3单片机系统中所用其他芯片选型 (4)2.2PWM信号发生电路设计 (7)2.2.1 PWM的基本原理 (7)2.2.2 PWM信号发生电路设计 (8)2.2.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理 (9)2.3功率放大驱动电路设计 (10)2.3.1芯片IR2110性能及特点 (10)2.3.2 IR2110的引脚图以及功能 (11)2.4主电路设计 (11)2.4.1 延时保护电路 (11)2.4.2 主电路 (11)2.4.3 输出电压波形 (13)2.4.4系统总体电路图 (14)2.5测速发电机 (15)2.6滤波电路 (15)2.7AD转换 (15)2.7.1芯片选型 (15)2.7.2 ADC0809的引脚及其功能 (16)3.系统软件部分的设计 (16)3.1PI 转速调节器原理图及参数计算 (16)3.2系统中的部分程序设计 (17)3.2.1主程序设计 (17)3.2.2 PI控制算法子程序设计 (18)4. 系统调试 (19)4.1软件调试 (19)4.2系统仿真 (20)结论 (21)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (23)1. 引言1.1开发背景现代工业生产中，电动机是主要的驱动设备，目前在直流电动机拖动系统中已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ—D拖动系统，取代了笨重的发电动一电动机的F—D系统，又伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。

课题名称单片机控制直流电机调速系统目录第一章总体设计方案 01.1方案选取 01。

1.1方案一：PWM波调速 01.1。

2方案二：晶闸管调速 (1)第二章单元模块设计 (2)2。

1 H桥电路方案设计 (2)2.2 调速设计方案 (3)2。

3系统硬件电路设计 (4)2。

3。

1电源电路 (4)2.4 H桥驱动电路 (4)2．5基于霍尔传感器的测速模块 (5)2．6 LCD显示模块 (6)2。

7 调速设计模块 (7)2。

8测速软件设计 (9)第三章系统功能调试 (10)3.1调试软件介绍 (10)3。

2直流电机的调速功能仿真 (11)3.3电机速度的测量并显示功能仿真 (12)3。

4系统的电路原理图 (12)设计总结 (13)参考文献 (15)附录 (16)毕业设计开题报告一、课题设计（论文）目的及意义在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面,直流电机都得到了广泛的应用。

大家熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，都不能缺少直流电机.所以直流电机的控制是一门很实用的技术。

直流电机，大体上可分为3类:几相绕组的步进电机、永磁式换流器直流电机、伺服电机、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，最大转矩大，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。

与交流调速相比，直流电机结构复杂,生产成本高，维护工作量大。

适用范围：直流调速器在数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、电工机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、医疗设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接受系统等行业广泛应用.我认为设计一个直流电机调速系统，不论是从学习还是实践的角度，对一名机电一体化专业的大学生都会产生积极地作用，有利于提高学习热情。

二、课题设计(论文)提纲（1）收集相关资料并仔细研读和思考。

图书分类号：密级：毕业设计(论文)直流电机调速系统SPEED-CONTROLLEDSYSTENOF DC MOTOR学生学院名称机电工程学院专业名称指导教师2012年5月18日摘要本篇设计论文研究的容为面向电动汽车的直流电机调速控制系统，而单片机控制的直流电动机调速系统性能优越，适用于电动自行车或电动汽车的开发。

这种控制方法具有调速性能好、功率因数高、节能、体积小、重量轻等优点。

本文主要研究了利用MCS-51系列STC89C52单片机产生PWM控制信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。

PWM信号可以由单片机通过编程来得以产生，通过对PWM信号调节，实现电动机的调速、变向等功能。

其中单片机程序以C语言进行软件编写。

系统中还添加了LCD液晶显示键盘功能电路，使得操作更为明了，系统更加具有人性化。

这种设计方法的电路简单，具有非常实用和值得研究的意义。

此外，本文中还采用了芯片IR2110作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且采用了光耦合器作强、弱电间的隔离，以提高系统的可靠性。

关键词直流电机；单片机；PWMAbstractThe contents of the thesis of this design for DC motor speed control for electric vehicle control system with microprocessor controlled DC motor speed control system performance is excellent, applies to electric bicycles or electric vehicle development. This control method has the speed performance, high power factor, energy-saving, small size and light weight advantages.This paper studied the use of the MCS-51 series STC89C52 microcontroller to generate the PWM control signal to the DC motor speed control. PWM signal can be programmed by the microcontroller to be generated by adjustment of the PWM signal, the motor speed, change to and other features. Which MCU software to write programs in C language. The system also added LCD LCD keyboard function circuit, making the operation much more straightforward, more humane. The circuit design method is simple, very useful and worthy of study significance. In addition, this article also uses the isolation between the chip IR2110 forward as a DC motor speed control power amplification circuit of the drive module, and the use of the optical coupler is strong, weak, in order to improve the reliability of the system.Keywords DC motor;MCS - 51 single-chip;PWM目录摘要IAbstract I1 绪论11.1 电动汽车发展背景11.2 国电动汽车研发成果11.3 电动汽车对直流电机控制系统的基本要求1 1.4 电机选择22调速系统的总体设计22.1 研究方法22.2 总体设计概述52.3 系统的框图描述63电路设计73.1电源电路73.2控制电路83.3电机驱动电路93.3.1 H桥电机驱动电路简介93.3.2 主电路的驱动104主要器件说明154.1 主控芯片STC 89C52 介绍16 4.2无刷直流电动机174.3 LCD1602 液晶显示器194.3.1 引脚功能194.3.2 指令说明194.3.3 部字符发生存储器20结论21致22参考文献22附录（程序）221 绪论1.1 电动汽车发展背景国际金融危机以来,美、欧、日、等发达国家都在推动汽车产业的转型发展,全球围形成了新能源汽车发展的新一轮热潮。

电气工程及其自动化专业综合设计(论文)小功率直流调速系统设计DESIGN OF SMALL POWER DC SPEED CONTROL SYSTEM学生姓名严昊学生学号20120501145学院名称信电工程学院专业名称电气工程及其自动化指导教师曹言敬、张旭隆2015年12月25日摘要本文对小功率直流调速系统进行了研究与设计。

首先对单闭环直流调速系统进行了实验建模与实验测试，构建了调速系统的系统框图；然后采用频率法为系统设计超前校正装置, 并使用Matlab计算机仿真软件对系统进行了仿真；最后对校正装置进行了电路设计与制作，对系统进行校正，使系统满足了性能指标要求。

其建模、仿真以及校正网络设计方法简单易行,对研究其他种类的控制系统校正网络具有一定的借鉴作用。

关键词：单闭环调速系统；建模；超前校正；MATLAB仿真目录1 绪论 (1)1.1 设计背景 (1)1.1.1 直流调速系统概述 (1)1.2 自动控制原发展历程 (1)1.3 自动控制校正系统 (1)1.3.1 校正的概念 (1)1.3.2 校正的方式 (2)2 设计任务 (3)2.1 设计的详细任务 (3)2.2 设计要求 (3)3 调速系统设计 (4)3.1 单闭环调速系统原理 (4)3.1.1 调速系统原理 (4)3.1.2 控制结构图 (4)3.2 各部件相关参数选择 (4)3.2.1 V-M系统介绍 (4)3.2.2 比例放大器 (5)3.2.3 整流电路：采用三相桥式全控整流 (6)4 调速系统的调速指标 (7)4.1 参数计算 (7)4.1.1 转速控制闭环调速系统的调速指标 (7)4.1.2 闭环调速系统的静特性 (8)4.2比例放大器 (8)4.3 额定励磁下直流电动机参数 (9)4.4 误差分析 (10)5系统部件特性测试 (13)5.1主要设备仪器 (13)5.2功率放大器特性测定 (13)5.3电动机的传递函数 (13)5.4 电动机死区电压Ui测定 (14)5.5 电动机时间常数Tm测定 (14)5.6 电动机传递系数Km测定 (14)6 matlab软件仿真 (15)6.1原系统的闭环阶跃响应 (15)6.2 系统校正设计 (15)6.3 校正后的系统框图 (16)结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)1 绪论1.1 设计背景1.1.1 直流调速系统概述从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动自动控制系统有调速系统、位置随动系统、张力控制系统等多种类型，而各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因此调速系统是最基本的拖动控制系统。

无超调小功率直流调速系统设计无超调小功率直流调速系统设计随着自动化技术的发展，电机调速系统已经成为了现代工业生产中不可或缺的一部分。

为了适应生产工艺的需要，在工业控制中经常需要实现电机的精确调速，而直流调速系统是比较常见的一种技术方案。

其中无超调小功率直流调速系统具有结构简单、调速控制精度高等特点，被广泛应用到电动机调速系统中。

无超调小功率直流调速系统的主要组成部分包括电机、直流电机调速器以及电压源等。

电机是调速系统的传动核心，而调速器则是实现电机调速的核心部分。

电压源则是为调速器提供必需的电力，是调速系统无法运行的代价。

因此，在设计无超调小功率直流调速系统时，应该充分考虑这些组成部分之间的关联关系，以确保系统能够良好运行，同时保证系统的可靠性和安全性。

在调速器选择方面，无超调PID调速器是目前常用的技术方案之一。

该调速器采用比例、积分、微分三项控制算法，通过对电机转速的反馈进行误差修正，以确保电机达到预定的转速值。

相比其他技术方案，无超调PID调速器对电机调速响应速度更快，调节精度更高。

在无超调小功率直流调速系统的设计过程中，电压源的选择同样至关重要。

电压源应选用满足系统要求的高质量的DC电源，以确保直流调速器获取到充足的电力，为电机提供平稳的运行电流。

同时，应该在电路中设置过流和过压保护器件，以确保电路的稳定和安全运行。

当电机调速实现后，应该进行参数调整以达到最佳效果。

各项参数的调节需要综合考虑电机本身的结构特点、要求的转速范围和负载情况等因素，以确保系统达到最佳的性能表现。

其中，比例系数和积分时间常数的设置会直接影响系统的抗干扰能力和稳态误差，而微分时间常数则会影响系统动态响应特性。

除此之外，整个系统的接线方式和物理布局同样需要注意。

电路应该采用简洁、合理的方式进行接线，以便排除可能导致电路故障的可能源。

物理布局方面应注意避免可能的电磁干扰和电磁波辐射，确保系统的稳定性和安全性。

总之，无超调小功率直流调速系统是电机调速领域中一种比较常见的技术方案，具有应用范围广、结构简单、调速控制精度高等特点。

课程设计题目直流电机PWM调速器设计的研究专业测控技术与仪器姓名学号摘要本文是对直流电机PWM调速器设计的研究，主要实现对电机的控制。

本课程设计主要是实现PWM调速器的正转、反转、加速、减速、停止等操作。

并实现电路的仿真。

为实现系统的微机控制，在设计中，采用了AT89C51单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分，配以各种显示、驱动模块，实现对电动机转速参数的显示和测量；由命令输入模块、光电隔离模块及H型驱动模块组成。

采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序控制下，不断给光电隔离电路发送PWM波形，，采用PWM调速方式，通过改变PWM的占空比从而改变电动机的电枢电压，进而实现对电动机的调速。

设计的整个控制系统，在硬件结构上采用了大量的集成电路模块，大大简化了硬件电路，提高了系统的稳定性和可靠性，使整个系统的性能得到提高。

关键字：电机控制、PWM调速、AT89C51单片机目录第一章系统论述设计思路 (1)基本原理 (1)总体设计框图 (2)第二章直流电机单元电路设计与分析直流电机驱动模块 (3)直流电机类型 (3)直流电机结构 (3)直流电机工作理 (4)直流电机主要技术参数 (4)直流电机PWM调速原理 (4)电机驱动模块的电路设计 (7)程序设计流程图 (8)直流电机的中断键盘控制模块 (9)外部中断设置 (9)外部中断扩展方法 (10)1602LCD液晶显示模块 (11)引脚分布和接口信号说明 (11)LCD液晶电路 (11)显示程序流程图 (13)第三章直流电机PWM控制系统的实现总电路图 (15)总电路功能介绍 (15)直流电机控制程序 (15)第四章结束语参考文献资料 (26)第一章系统论述设计思路直流电机PWM控制系统的主要功能包括：直流电机的加速、减速以及电机的正转和反转，并且可以调整电机的转速，还可以方便的读出电机转速的大小，能够很方便的实现电机的智能控制。

其间，还包括直流电机的直接清零、启动（置数）、暂停、连续功能。

摘要本次课程设计基于PWM技术实现了对小功率直流电机的转速调节。

以51系列单片机为控制核心，组成了包括转速调节、转速设置、转速测量和显示等功能的闭环调速系统。

为了实现对转速的灵活控制和高效节能，PWM控制方式配合L298N电机驱动芯片对小功率直流电机进行驱动和调速是较好的调速系统解决方案。

并在数码管上显示当前转速和设置的转速，将当前转速作为反馈信号与设置转速比较，以确定加速还是减速，直到两者相等后保持这个速度稳定运行。

随着我国经济和文化事业的发展，在很多场合，都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速，诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。

在本设计中编写了调速运算、测速、显示、键盘输入等子程序，充分发挥了直流电机的优良的调速性能。

各部分功能完整，构成了多功能自动化的闭环调速系统。

实测调速效果良好，测速精确，能迅速地调节转速到设定转速稳定运行。

该设计具有元件较少，结构简洁，维护方便，经济实用，和很好的适应性等特点。

关键词单片机；直流斩波；PWMAbstractThe curse design is about low-power DC motor speed regulation based on PWM technology. The MCS-51 series single-chip microcontroller, as the core component, is designated to take charge of the speed adjustment, setting, measurement and display which is necessary for a closed loop system. An excellent solution has been worked out by using PWM technology combined with L298N motor driver IC as a low-power DC motor driver, in order to achieve the flexible speed control and improve energy efficiency. Therein, DC chopper consist of the L298N which contains two H-bridge circuits, PWM signals and DC motors. The PWM signal’s Duty cycle is adjusted by the single-chip Micro-controller. The motor’s speed is measured by an infrared tube and an infrared receiver, and then the result of measurement is compared with the setting value. In this case, the speed can be increased or reduced according to the comparison until the two speeds above come to the same value. In this project, programming is very important to achieve these functions such as the speed regulation, measurement, display, and keyboard input. Bugs and logic faults are corrected when the development of system is finished. Based on the studying above, this system has been proved to be convenient to maintain and easy to operate with a few components and excellent adaptability.Key words MCU PWM Closed Loop Speed Control System DC Chopper目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2本课题研究方法和目标 (1)2调速系统原理 (2)2.2 直流调速主要技术介绍 (2)2.2.1 直流斩波器介绍 (2)2.2.2 PWM调速系统的优点 (3)3方案研究与主要芯片选择 (4)3.1总体方案原理及设计框图 (4)3.2 PWM产生方式 (4)3.3 电机驱动方式 (6)3.4 其他芯片选择 (6)4硬件电路设计 (7)4.1 主要芯片介绍 (7)4.2 电机驱动电路设计 (11)4.3 PWM信号产生电路设计 (12)4.4 电机转速测量电路设计 (13)4.5 显示电路设计 (13)4.6 电源电路设计 (14)4.7 总电路及设计 (15)5软件设计 (16)5.1 部分程序流程图 (16)5.2主要芯片编程操作方式 (16)5.3 部分主要程序功能说明 (17)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (23)1 绪论1.1课题背景及意义直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。

基于PWM控制直流调速系统的设计摘要:本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究，并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。

首先描述了变频器的发展历程，提出了PWM调速方法的优势，指出了未来PWM调速方法的发展前景，点出了研究PWM调速方法的意义。

应用于直流电机的调速方式很多，其中以PWM变频调速方式应用最为广泛，而PWM变频器中，H型PWM变频器性能尤为突出，作为本次设计的基础理论，本文将对PWM的理论进行详细论述。

在此基础上，本文将做出SG3525单片机控制的H型PWM变频调速系统的整体设计，然后对各个部分分别进行论证，力图在每个组成单元上都达到最好的系统性能。

关键词：直流调速；双闭环；PWM ；SG3525 ；直流电机引言：目前，随着大功率电力电子器件的迅速发展，交流变频调速技术已日臻成熟并日渐成为实际应用的主流，但这并不意味着传统的直流调速技术已经完全退出了实际应用的舞台。

相反，近几年交流变频调速在控制精度的提高上遇到了瓶颈，于是直流调速的优势就显现了出来。

直流调速仍然是目前最可靠，精度最高的调速方法。

譬如在对控制精度有较高要求的造纸，转台，轮机定位等系统中仍离不开直流调速装置，因此加强对直流调速系统的研究还是很有必要的。

鉴于直流调速系统在国民经济和工农业生产以及国防事业中的重要作用，有必要对直流调速系统作进一步的研究和开发。

1 系统设计的技术要求1)直流电动机：型号：DJ15功率：485W电枢电压：220V电枢电流：额定转数：1600rpm2)调速范围：1-12003)起动时超调量：电流超调量:%5≤i σ；转速超调量: %5≤n σ2 系统设计的整体结构3系统设计PWM 系统的优越性 ：2） 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。

3） 低速性能好，稳速精度高，调速范围广，可达到1：10000左右。

4） 如果可以与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。

《电子技术基础》课程设计报告书课题名称小功率直流电机调速电路的设计姓名学号专业机械设计制造及其制动化指导教师目录1，设计的任务及要求 (1)2，电路图的设计与确定 (2)3，取样电路部分的理论计算............................................................................ 4，减法电路部分的理论计算............................................................................ 5，电流驱动部分的理论计算............................................................................ 6，电压比较部分的理论计算............................................................................ 7，系统电路总图................................................................................................ 8，电源参数的选择............................................................................................ 9，经验体会........................................................................................................ 附录：原器件清单............................................................................................小功率直流电机调速电路的设计摘要：基于模拟电子技术的学习，通过模拟电子技术课程设计，培养理论联想的能力。

辽宁工业大学单片机与接口技术课程设计（论文）题目：小直流电机调速控制系统院（系）：专业班级：学号：学生：指导教师：教师职称：起止时间：2014-6-30至2014-7-11课程设计（论文）任务及评语院（系）：教研室：目录第1章绪论 (1)第2章元器件的介绍 (2)2.1AT89C51单片机 (2)2.2ADC0809单片机 (4)2.3DAC0832单片机 (5)第3章方案设计 (7)3.1总设计方案 (7)3.2控制电路 (7)3.3最小系统与显示器 (8)3.3驱动电路 (8)3.4外部中断设置 (9)第4章程序代码 (10)第5章课程设计总结 (36)参考文献...................................................... (38)附录...................................................... .. (39)第1章绪论单片微型计算机的诞生是计算机发展史上的一个新的里程碑。

近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。

直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。

而作为单片嵌入式系统的核心—单片机，正朝着多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O功能等方向发展。

随着计算机档次的不断提高，功能的不断完善，单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面，特别是在直流电动机的调速控制系统中。

这是因为单片机具有很多优点：体积小，功能全，抗干扰能力强，可靠性高，结构合理，指令丰富，控制功能强，造价低等。

所以选用单片机作为控制系统的核心以提高整个系统的可靠性和可行性。

对直流电机调速器设计的研究，主要实现对电机的控制。

本课程设计主要是通过对电位器的调节实现电机的加速、减速操作。

直流电机调速毕业设计直流电机调速毕业设计引言直流电机是一种常见的电动机，广泛应用于各个领域。

在实际应用中，直流电机的调速是一个重要的问题。

本文将探讨直流电机调速的相关内容，并介绍一种基于PID控制的调速方法。

一、直流电机调速的背景和意义直流电机调速是指通过改变电机的输入电压、电流或磁通等参数，来实现电机转速的控制。

直流电机调速的背景和意义在于提高电机的工作效率、降低能源消耗、满足不同工况下的需求等。

二、直流电机调速的方法1. 电阻调速法电阻调速法是最简单的一种调速方法，通过串联电阻来改变电机的输入电压，从而达到调速的目的。

但是该方法效率低下，能耗较高，适用范围有限。

2. 电压调制调速法电压调制调速法是通过改变直流电机的输入电压的脉宽和占空比来实现调速。

这种方法具有较高的效率和较好的调速性能，但需要采用复杂的电路和控制算法。

3. 磁场调速法磁场调速法是通过改变直流电机的磁场强度来实现调速。

这种方法可以实现较大范围的调速，但需要采用复杂的磁场调节装置。

三、基于PID控制的直流电机调速方法PID控制是一种常用的控制算法，可以通过调节比例、积分和微分三个参数来实现系统的稳定性和响应速度的平衡。

在直流电机调速中，可以利用PID控制算法来实现精确的调速效果。

具体步骤如下：1. 测量电机的转速和输出信号。

2. 根据测量值和设定值，计算出误差。

3. 根据PID控制算法，计算出控制量。

4. 将控制量作用于电机的输入端，实现调速效果。

5. 不断迭代以上步骤，直到达到所需的转速。

四、直流电机调速的实验设计为了验证基于PID控制的直流电机调速方法的有效性，可以进行以下实验设计：1. 搭建直流电机调速实验平台，包括电机、电源、测速装置等。

2. 设计合适的PID控制算法，根据实际需求调节比例、积分和微分参数。

3. 进行实验，记录电机的转速和控制量的变化情况。

4. 分析实验结果，评估PID控制算法的性能和调速效果。

5. 根据实验结果，优化PID控制算法的参数，进一步提高调速效果。

毕业论文（设计）题目：基于PWM控制的直流电动机调速系统设计本科生毕业论文（设计）评语（一）黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（二）黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（三）黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）任务书基于PWM控制的直流电动机调速系统设计摘要近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，为满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，对直流电机调速提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足实际应用的要求，通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。

本论文主要研究了利用STC 89C52单片机控制PWM信号从而实现对电压改变最后控制直流电机进行调速，并且通过单元模块电路分析了整个系统的工作原理。

以C 语言进行软件编写，通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，单片机根据程序进行操作，进一步控制了H桥电路的输入信号，而测速系统把电机转速反馈给单片机通过按键控制其转速，LCD把转速显示出来，从而实现电动机的调速、变向等功能，这种设计方法的电路简单，具有操作简单、非常实用前景和价值。

关键词：直流电机；STC89C52；PWM调速；L298；LCD1602黑龙江东方学院本科毕业论文（设计）PWM DC motor control system designAbstractIn recent years, with advances in technology, the DC motor has been more widely used, DC has excellent speed characteristics, speed is smooth, convenient, wide speed range, overload, able to withstand frequent impact loads,can achieve frequent Promise fast start, brake and reverse, you need to meet a variety of special requirements of the production process automation systems, the higher requirements of the DC motor, change the armature circuit resistance speed, changing the voltage governorthe technology has been far from satisfying the requirements of modern technology, which came into being through PWM control of DC motor speed control.In this thesis, the STC 89C52 control PWM signal in order to achieve the final control of DC motor speed control, and the whole system works through the unit module circuit voltage change. In this thesis, software written in C language, the PWM signal duty cycle adjust by software programming, microcontroller according to the procedures, to further control the input signal of the H-bridge circuit, velocimetry system, the motor speed feedback to the microcontroller through the button control its speed, the LCD, the speed is displayed, enabling the motor speed, and change the function to such as simple circuit of this design method is simple, very practical prospects and value.Keywords：DC motor; STC89C52; the PWM speed control; L298; the LCD1602目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1开发背景 .............................................................................................. 1鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。

小功率直流电机调速系统设计毕业论文目录论文总页数：48页1 引言 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2本课题研究方法和目标 (1)1.2.1 硬件部分 (1)1.2.2 软件部分 (1)1.3主要技术介绍 (2)2 方案研究与主要芯片选择 (2)2.1 总体方案原理及设计框图 (2)2.2 主控芯片的选择与论证 (3)2.3 显示设备的选择与论证 (4)2.4 驱动模块选择 (6)3 硬件电路设计 (7)3.1 单片机控制模块单元电路设计 (7)3.1.1XS128单片机 (7)3.1.2 C51单片机 (13)3.2 驱动控制电路设计 (13)3.3 测速电路设计 (14)3.4 液晶显示电路设计 (14)3.5 电源电路的设计 (16)3.6 按键输入电路的设计 (17)3.7电路总设计 (17)4软件设计 (19)4.1软件设计的总体流程图 (19)4.2各个模块的程序设计 (20)4.2.1 XS128工作的程序设计 (20)4.2.2 按键模块的程序设计 (23)4.2.3 显示模块的程序设计 (24)4.2.4 调速模块的程序设计 (25)5软硬件调试模块 (27)5.1 C51单片机模块程序的调试 (27)5.1.1单片机程序的调试 (27)5.1.2单片机程序的下载 (27)5.2 XS128单片机程序的调试和仿真 (28)5.2.1 XS128程序的调试 (28)5.2软硬件连调中遇到的问题及解决方法 (29)5.3 小功率电机调速系统的使用方法 (30)5.4 调速中的误差的分析 (31)5.5 方案改进 (32)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)声明 (36)附录 (37)1 引言1.1课题背景及意义在现代的工业生产及应用中，电动机发挥着越来越重要的作用，由电动机和生产机械组成的系统称为电力拖动系统，电动机是其重要的组成器件，电动机的作用是将电能转换为机械能，为生产机械提供动力，是生产机械的原动力，是生产机械的原动机，为生产提供了动力[1]。

直流电机调速系统设计
《直流电机调速系统设计》
嘿呀，今天咱就来说说直流电机调速系统设计这档子事儿。

我记得有一次，我在捣鼓一个小项目，就是要弄个直流电机调速系统。

当时我就跟那直流电机较上劲了，心想，我非得把你这速度给调得顺顺溜溜的。

我找来了各种零件，什么电线啊、电阻啊、电容啊，摆了一桌子，就跟摆地摊似的。

然后我就开始组装，这儿接一根线，那儿拧个螺丝，忙得不亦乐乎。

我一边弄还一边嘟囔着：“嘿，你这小电机，等会儿可得乖乖听我话哟。

”
弄了半天，总算是把系统搭起来了。

我满怀期待地按下开关，结果那电机“嗡嗡”响了几声，速度根本就没变化！哎呀，我这心里那个郁闷啊，就像被泼了一盆冷水。

我就开始找问题，这儿看看，那儿瞧瞧，发现原来是有个电阻接错了。

没办法，重新来呗。

我又耐着性子重新接线，调整各种参数。

经过我一番折腾，嘿，那电机的速度还真就被我调得能快能慢了！当时我那个高兴啊，就跟中了彩票似的，手舞足蹈的。

你看，这直流电机调速系统设计啊，还真不是个容易的事儿，但只要咱有耐心，肯钻研，总能把它搞定。

就像生活中的很多事情一样，只要咱不放弃，总能找到解决问题的办法，让一切都顺顺利利的。

这就是我和直流电机调速系统的故事啦，哈哈！。