直流调速单片机控制系统设计.doc

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1、山 东 工 商 学 院SHANDONG INSTITUTE OF BUSINESS AND TECHNOLOGY课程设计CURRICULUM DESIGN论文（设计）题目Title Of Thesis（Design） 直流调速单片机控制系统设计分院（系别） Department 信息与电子工程学院 专业 Specialty 电气工程及其自动化班级 Class电气 083论文（设计）作者Author of Thesis（Design）陈公胜论文完成日期 Date 2011年12月论文（设计）指导教师 Advisor刘成印摘要 本系统由单片微机控制部分、电机驱动部分和电源三部分组成。单片机控制部分

2、以STM32F103V为核心，实现对电动机的转速、温度的检测与控制，以及对电动机的正转和反转的控制。采用桥式电路对电动机进行驱动，以实现电动机的大功率输出以及正转和反转的实现。关键词：控制、电机、驱动、正转、反转直流调速系统的现状及其发展趋势直流电力拖动和交流电力拖动在19世纪先后诞生。在20世纪上半叶的年代里，鉴于直流拖动具有优越的调速性能，高性能可调速拖动都采用直流电机，而约占电力拖动总容量80%以上的不变速拖动系统则采用交流电机，这种分工在一段时期内已成为一种举世公认的格局。交流调速系统的多种方案虽然早已问世，并已获得实际应用，但其性能却始终无法与直流调速系统相匹敌。由于直流电动机具有极

3、好的运动性能和控制特性，尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易，但是长期以来，直流调速系统一直占据垄断地位。当然，近年来，随着计算机技术、电力电子技术和控制技术的发展，交流调速系统发展快，在许多场合正逐渐取代直流调速系统。但是就目前来看，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。在我国许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、海洋钻探、金属加工、纺织、造纸以及高层建筑等需要高性能可控电力拖动场合，仍然广泛采用直流调速系统。而且，直流调速系统在理论和实践上都比较成熟，从控制技术角度来看，它又是交流调速系统的基础。因此加强对直流调速系统的发展有利于更进一步发展交流调速系统，促进调速系

4、统的进一步完善。虽然直流调速系统有一定的不足，但它仍是交流调速系统的基础，因此在未来的发展中直流调速系统依旧是不能忽略的。直流调速系统的组成与工作原理1.闭环控制的直流调速系统：直流调速系统用的可控电源由旋转变流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器组成。2.无静差直流调速系统工作原理：当电流超过截止电流时，Ui高于稳压管VS的击穿电压，使晶体管VBT导通，则PI调节器的输出电压Uc接近于零，电力电子变换器UPE的输出电压Ud急剧下降，达到限制电流的目的。当电动机电流低于其截止值时，上述系统的PI调节器起比例积分作用。3.转速、电流双闭环直流调速系统 组成：为实现转速和电流两种负反

5、馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流。为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般采用PI调节器。 工作原理：分别引入转速负反馈和电流负反馈，二者之间实行嵌套联接，把转速调节器的输出当做电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外面，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。直流调速系统主电路设计与电路图无静差直流调速系统原理图双闭环直流调速系统的静特性单片机控制系统设计与系统原理图电源电路电机驱动电路单片机控制系统的印制版图设计布线利用protel绘制基本控制电路图，对其进行布线，根据p

6、rotel基本布线原则布线，原则如下：（1）尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。(2)某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。(3)重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。(4)对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。(5)应留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。PCB印制版图结束语经过几天的努力，课程设计终于做完了，在做设计的过程中，我发现了自己的不足之处很多，我也遇到了很多的难题，通过查找资料，询问同学，将这些问题解决。这也使我充分认识到团队合作的重要性，以及动手能力的重要性，这对于我以后的工作有很大的帮助。对于我在电机调速方面的理解也加深了许多。这次的课程设计，检验了我平时所学的知识，具有较好的意义。