基于单片机的数字控制器开题报告.docx

基于单片机的数字控制变频器 开题报告1、 选题背景与意义在现代工业中，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，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。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、 研究内容与问题主要研究内容与观点完成单片机的直流电机控制系统总体设计，包括各部分硬件的设计以及相应的驱动程序设计。通过电平转换使上位机能与单片机进行串口通信，并选用串口大师软件对单片机发送信号。设计显示电路，使用户可以通过显示屏与控制系统进行交互，实现电机正反转等状态以及速度的实时显示。设计键盘输入电路，使用户可以通过显示屏与键盘对电机进行正反转等状态以及速度的调节，从而脱离上位机对其发送信号。 目前应用最为广泛的逆变PWM技术，正弦脉宽调制法（SPWM）这项技术的特点是原理简单，通用性强，控制和调节性能好，能消除固有频率的高次谐波分量，设计简单等一系列的优点，该技术在逆变器中输出的波形非常接近正弦波，因此在中小型逆变器中广泛使用。实现SPWM波形生成的控制方式有模拟控制和数字控制两种，前者在逆变器中技术成熟、控制性能优良，但是也存在很多的缺陷，例如原件众多，设计周期长，调试复杂，受温漂和时漂的影响大。随着数字信号处理技术的发展，在电力电子和电力传动控制领域已经开始广泛使用数字控制技术，由数字控制的逆变器成为了各大逆变器商家的研究热点。3、论文思路（1）研究重点 本文研究的重点是单片机控制电路的设计，精确可靠的控制和检测电机工作状态以及转速。当转速达到设定值时，可自动保持设置的转速。（2）难点控制电路、驱动电路的设计以及控制程序的编写。（3）创新点 加入键盘控制电路，采用独立式键盘，使用户可以通过键盘实现对电机工作状态和转速的调节。3、 论文提纲与目录提纲1、 题目：三相变频调速系统的设计2、 原始数据：异步电动机；变频调速；SPWM控制；恒压频比控制，AT89C51单片机3、 设计要求：本课题要求针对具体的控制对象,设计出一种交流变频调速控制系统,即恒压频比和低频补偿的变频调速方式。要求设计出三相变频器的系统硬件电路和软件编程。4、 课题调研与实习搜集、掌握和分析三相变频器的国内应用现状和发展趋势，到与课题有关的部门和生产单位去了解、察看实际三相变频器装置，弄清三相变频器的应用场合和应用范围。到图书馆、资料室以及信息中心去查阅与三相变频器有关的学术杂志、会议论文、学位论文等。特别要充分利用网络资源进行资料的检索，每位同学必须检索学术论文不少于20篇，其中要含有5篇以上英文专业文献，并且要充分理解和消化吸收。 5 三相变频器主电路的设计5.1、三相变频器主电路的设计5.2、三相变频器主电路的选型与设计计算5.3、过电压检测电路的设计5.4、过电流采样电路电路的设计5.5、 单片机控制系统的设计5.6、单片机控制系统软件的设计根据硬件设计方案编制软件控制流程图，将不同控制功能进行分块，采用结构化程序设计方法，编写不同控制任务的子程序，由系统主程序调用管理这些子程序，完成总体监控任务。5.7、论文的撰写（1）毕业设计论文的编写要能体现设计任务来源、设计标准及主要技术资料，要明确设计思路及设计方案，要有自己的体会和见解（2）毕业设计论文资料应含有下列组成：毕业设计任务书、毕业设计评语、毕业答辩提问录、毕业设计说明书、图纸等。毕业设计资料填写要认真工整，毕业设计说明书的中文字数要在2000字以上。（3）毕业设计绘制的工程图纸数不少于2张，绘图必须采用新的国家标准，有条件时要用计算机作图。4参考文献是毕业设计不可缺少的组成部分，它反映毕业设计的取材来源，材料的广博程度和材料的可信程度，一般做毕业设计的参考文献不应少于20篇8、时间安排：第1 3周：课题调研与资料收集；第4 5周：实习与实验；第6 8周：硬件电路设计；第9 11周：软件编程；第12 14周：编写设计说明书第1516周：装订论文，准备毕业答辩目录摘要-IAbstract-II1 绪论1.1 直流电机概述1.2 单片机概述1.3 脉宽调制（PWM）技术1.4 课题任务及工作内容2 单片机直流电机控制系统总体设计方案2.1 设计思路2.2 方案论证与比较2.3 系统组成3 单片机直流电机控制系统硬件设计3.1 系统硬件结构3.2 系统单元电路设计4 单片机直流电机控制系统软件设计4.1 软件总体结构4.2 系统模块程序设计5 系统测试5.1 测试准备5.2 测试过程5.3 测试结果结束语致谢参考文献附录