直流电机控制系统设计范本

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24 v直流电机控制系统的设计

24 v直流电机控制系统的设计一、引言直流电机广泛应用于各种工业和商业领域，并且在家庭电器中也有着重要的作用。

直流电机的控制系统是保证其正常运行和精确控制的关键。

本文将介绍一个基于24 V直流电机的控制系统设计，并详细介绍其硬件和软件设计。

二、硬件设计1.电机选择：首先需要选择适合的直流电机，考虑到24 V电源的供电情况，选择功率合适的直流电机，同时也要考虑转速和扭矩等工作要求。

2.驱动器选择：直流电机控制系统需要一个驱动器来驱动电机。

驱动器的选择要根据电机的电流要求来确定，同时要考虑其与控制器的接口兼容性。

3.控制器设计：控制器是直流电机控制系统的核心部分，用于控制电机的转速、方向和加速度等参数。

控制器可以使用单片机、FPGA或者PLC等进行设计，根据需求选择合适的控制器，并编写相应的程序。

4.电源模块设计：由于直流电机采用24 V电源供电，需要一个稳定的电源模块来为系统提供稳定可靠的电源。

可以选择开关电源或者线性电源，并根据需求设计合适的电源模块。

三、软件设计1.控制算法设计：针对所需的控制任务，设计合适的控制算法。

常见的控制算法包括PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

根据具体情况选择合适的控制算法，并编写相应的代码。

2.编程实现：根据控制算法的设计结果，使用相应的编程语言（如C、C++或者PLC编程语言）实现控制算法。

编程要考虑系统的实时性和稳定性，确保控制算法的准确性和可靠性。

3.用户界面设计：设计一个用户友好的界面，方便用户对控制系统进行操作和监控。

可以使用人机界面和触摸屏等设备，实现控制命令的输入和监测数据的显示。

四、系统测试与调试完成硬件和软件设计后，需要进行系统的测试和调试。

首先进行硬件连接和电源接入的测试，确保电路和连接没有问题。

然后进行软件编程的测试，包括控制算法的功能、编程的准确性和系统的可靠性等方面的测试。

最后进行整个系统的综合测试，包括与电机的实际联动测试、系统的稳定性测试和实际工作情况的测试等。

直流电机PWM控制系统设计

0 前言在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用，无论在工业农业生产、交通运输、国防航空航天、医疗卫生、商务与办公设备，还是在日常生活中的家用电器，都在大量地使用着各式各样的电动机。

据资料统计，现在有的90%以上的动力源来自于电动机，电动机与人们的生活息息相关，密不可分。

随着现代化步伐的迈进，人们对自动化的需求越来越高，使电动机控制向更复杂的控制发展。

直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调速范围广,过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转,能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。

直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。

直流电机的数字控制是直流电动机控制的发展趋势，用单片机的数字控制的发展趋势,用单片机进行控制是实现电动机数字控制的最常用的手段。

由于电网相控变流器供电的直流电机调速系统能够引起电网波形畸变、降低电网功率因数，除此之外，该系统还有体积大、价格高、电压电流脉动频率低、有噪声等缺点。

而采用直流电动机的PWM调速控制系统可以克服电网相控调速系统的上述诸多缺点。

电动机的控制技术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、电动控制技术、微机应用技术的最新发展成果。

正是这些技术的进步使电机控制技术在近20多年内发生了翻天覆地的变化，其中电动机的控制部分已由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，形成数字和模拟的混合控制系统和纯数字控制的应用，并曾向全数字化控制方向快速发展。

电动机的驱动部分所用的功率器件经历了几次更新换代，目前开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成为主流。

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控制方法能够得到实现，脉宽调制控制方法（PWM和SPWM）,变频技术在直流调速和交流调速中获得广泛的应用。

毕业设计-直流电机控制设计

摘要当今，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。

长期以来，直流电动机因其转速调节比较灵活，方法简单，易于大范围平滑调速，控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。

[2]本毕业设计主要是通过PWM调速器实现直流电机的正转、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，H型驱动电路完成电机正反转控制.在设计中，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。

关键词：直流电机，AT89C51单片机，PWM调速，仿真AbstractNowadays, automation control system has been widely used in all walks of life and development, and DC drive control as a mainstream electric drive plays a major role in the modernization of production. For a long time, because the DC motor speed regulation is more flexible, simple, easy-to-large-scale smooth speed control performance and good features, has been the dominant in the field of transmission.The graduation project is mainly achieved by PWM DC motor speed controller forward, reverse, speed up, slow down, stop and other operations, and to achieve the simulation of the circuit. To achieve microcomputer control system design, using a control circuit AT89C51 microcontroller as the core of the entire control system part, with various display driver module, the parameters of the motor speed display and measurement; by the command input module optical isolation module and H-drive module. Using a separate keyboard with interrupt input as a command, the microcontroller under program control, continuous optical isolation circuit to transmit PWM waveform, H-drive motor reversing control circuit is completed in the design, using PWM speed control mode by changing thus changing the duty cycle of the PWM motor armature voltage, and thus realize the motor speed. The whole control system design, the hardware structure with a lot of integrated circuit module, greatly simplifying the hardware circuit to improve the stability and reliability of the system, so that overall system performance is improved.Key words: Dc motor，AT89C51 microcontroller，PWM speed,，Simulation目录1 绪论 (1)1.1系统背景 (1)1.2 PWM调速基本原理 (1)1.3 PWM调速的优越性 (3)1.4 直流电机控制系统概述 (4)2直流电机控制系统硬件设计 (5)2.1 直流电机控制系统基本原理 (5)2.2 直流电机控制系统总体设计框图 (5)2.3 各电路模块原理 (6)2.3.1 AT89C51单片机 (6)2.3.2 L298电机驱动模块 (8)2.3.3 H桥驱动电路简介 (11)2.3.4 直流电机模块 (13)2.3.5 液晶显示模块 (14)3 直流电机控制系统软件设计 (17)3.1 定时中断程序设计 (17)3.2 直流电机的中断键盘控制模块程序设计 (18)3.2.1 外部中断设置 (18)3.2.2 外部中断扩展方法 (18)3.3 LCD液晶模块程序设计 (20)3.31 LCD液晶显示模块如图3-4所示 (20)3.3.2 显示程序流程图如图3-5所示 (21)3.4 直流电机转动模块程序设计 (21)4系统仿真 (24)4.1 Proteus仿真软件 (24)4.2 Keil C51开发系统 (24)4.3 直流电机控制设计系统仿真 (24)4.3.1 系统刚启动时的状态 (24)4.3.2 LCD液晶显示电路 (25)4.3.3 正转时的状态 (26)4.3.4 反转时的状态 (27)4.3.5 加速/减速时的状态: (27)5 总结 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1 绪论1.1系统背景直流电机（direct current machine）是指能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。

课程设计--直流电机调速控制系统设计

课程设计--直流电机调速控制系统设计指导教师评定成绩：审定成绩：**********课程设计报告设计题目：直流电机调速控制系统设计学校：********************学生姓名：**********专业：********************班级：***********学号：**************指导教师：*****************8设计时间：2013 年12 月目录引言 (3)一、直流电动机的工作原理 (4)二、直流电动机的结构 (5)三、直流电动机的分类 (6)四、电动机的机械特性 (7)五、他励直流电动机起动 (10)六、他励直流电动机的调速方法 (11)七、PWM调制电路 (14)八、H桥驱动电路 (14)九、直流电动机调速控制系统设计 (15)十、心得体会 (22)附录参考文献 (23)课程设计任务书 (23)引言现代工业生产中，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。

直流电机调速基本原理是比较简单的（相对于交流电机），只要改变电机的电压就可以改变转速了。

改变电压的方法很多，最常见的一种PWM脉宽调制，调节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。

PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。

直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。

随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展，到目前为止，已经出现了多种PWM控制技术。

直流电机控制系统设计(1)

湖南工程学院课程设计《DSP原理及应用》题目：直流电机控制系统设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：2015年5 月19 日摘要直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。

电动机调速系统采用微机实现自动控制，是电气传动发展的主要方向之一。

采用微机控制后，整个调速系统体积小，结构简单、可靠性高、操作维护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。

本篇论文介绍了基于单片机的直流电机PWN调速的基本办法，直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。

重点介绍了基于TMS320LF2407单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。

对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。

关键词：单片机最小系统；PWM ；直流电机调速，TMS320LF2407;前言电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。

无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。

据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。

同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。

电动机与人的生活息息相关，密不可分。

电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。

简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。

然而近年来，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。

直流无刷电机的控制系统设计方案

直流无刷电机的控制系统设计方案1 引言1.1 题目综述直流无刷电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的，它不仅保留了有刷直流电机良好的调试性能，而且还克服了有刷直流电机机械换相带来的火花、噪声、无线电干扰、寿命短及制造成本高和维修困难等等的缺点。

与其它种类的电机相比它具有鲜明的特征：低噪声、体积小、散热性能好、调试性能好、控制灵活、高效率、长寿命等一系列优点。

基于这么多的优点无刷直流电机有了广泛的应用。

比如电动汽车的核心驱动部件、电动车门、汽车空调、雨刮刷、安全气囊；家用电器中的DVD、VCD、空调和冰箱的压缩机、洗衣机；办公领域的传真机、复印机、碎纸机等；工业领域的纺织机械、医疗、印刷机和数控机床等行业；水下机器人等等诸多应用[1]。

1.2 国内外研究状况目前，国内无刷直流电机的控制技术已经比较成熟，我国已经制定了GJB1863无刷直流电机通用规范。

外国的一些技术和中国的一些技术大体相当，美国和日本的相对比较先进。

当新型功率半导体器件：GTR、MOSFET、IGBT等的出现，以及钕铁硼、钐鈷等高性能永磁材料的出现，都为直流电机的应用奠定了坚实的基础。

近些年来，计算机和控制技术快速发展。

单片机、DSP、FPGA、CPLD等控制器被应用到了直流电机控制系统中，一些先进控制技术也同时被应用了到无刷直流电机控制系统中，这些发展都为直流电机的发展奠定了坚实的基础。

经过这么多年的发展，我国对无刷电机的控制已经有了很大的提高，但是与国外的技术相比还是相差很远，需要继续努力。

所以对无刷直流电机控制系统的研究学习仍是国内的重要研究内容[2]。

1.3 课题设计的主要内容本文以永磁方波无刷直流电机为控制对象，主要学习了电机的位置检测技术、电机的启动方法、调速控制策略等。

选定合适的方案，设计硬件电路并编写程序调试，最终设计了一套无位置传感器的无刷直流电机调速系统。

本课题涉及的技术概括如下：（1）学习直流无刷电机的基本结构、工作原理、数学模型等是学习电机的前提和首要内容。

直流电机控制系统设计

2014--2015学年第 2 学期物电学院期末考试卷《微型计算机控制技术》学号: 姓名: 班级:成绩：评语：（考试题目及要求）直流电机控制系统设计本设计是以实现控制直流电机的正反转以及转速为功能的实用系统。

采用ATmega128单片机和外围电路实现。

利用单片机的定时器的10位相位修正PWM 工作模式以及全桥（H 桥）来实现直流电机的控制。

其中利用按键控制直流电机的正反转和转速的状态转换。

设计中采用PWM 调制技术，实现对直流电机的调制。

系统实现了在线调速、正转、反转、加速、减速、停止等多种功能，键盘设置等，具有一定的实用价值。

装订线目录第1章设计概述..................................................................................................................... - 1 -1.1 任务描述..................................................................................................................... - 1 -（1）设计目的........................................................................................................... - 1 - （2）基本要求......................................................................................................... - 1 -1.2 研究背景..................................................................................................................... - 1 -1.3 功能描述..................................................................................................................... - 2 - 第2章总体设计..................................................................................................................... - 3 -2.1 总体原理图................................................................................................................. - 3 -2.2 硬件设计结构............................................................................................................. - 3 -2.3 软件设计流程............................................................................................................. - 4 -（1）电机控制模块................................................................................................... - 4 - （2）中断................................................................................................................... - 5 -2.4 工作过程..................................................................................................................... - 5 - 第3章硬件模块设计............................................................................................................. - 5 -3.1 控制器模块................................................................................................................. - 5 -（1）ATmega128单片机简介.................................................................................. - 5 - （2）时钟频率电路................................................................................................... - 6 - （3）复位电路的设计............................................................................................... - 6 -3.2 驱动模块..................................................................................................................... - 7 -3.3 输入模块..................................................................................................................... - 8 -（1）键盘扫描电路................................................................................................... - 8 - 第4章软件设计模块............................................................................................................. - 9 -4.1 设计思想..................................................................................................................... - 9 -（1）系统配置........................................................................................................... - 9 - （2）键盘扫描......................................................................................................... - 10 - （3）中断程序......................................................................................................... - 10 -4.2 软件系统结构........................................................................................................... - 10 -4.3 系统配置................................................................................................................... - 10 -（1）初始化............................................................................................................. - 10 - （2）中断服务程序：............................................................................................. - 12 - 总结......................................................................................................................................... - 14 - 参考文献................................................................................................................................. - 15 -第1章设计概述1.1 任务描述（1）设计目的鉴于已学过的单片机理论，为实现理论与实践的结合，从元件到系统的设计，来加强自己的硬件电路制作能力和软件编程思想的提高。

无刷直流电机控制系统设计

，
ｓｉｇｎａｌｓａｒｅａｄｊｕｓｔｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃｌｏｓｅｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｆｏｔｈｅｍｏｔｏｒｗｉｔｈａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅＰＩａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ．
ＰＷＭ信号实现电机转速闭环控制。关键词：ｄｓＰＩＣ３ＯＦ４０１１，无刷直流电机，ＩＭ１４４００，闭环控制
ＡｂｓｔａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｂｒｕｓｈｔｅｓｓｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｍｏｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｒｅａｌｉｌＴｈｅｓｙｓｔｅｍ
ｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｂｒｕｓｈｌｅｓｓｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｍｏｔｏｒ，ｄｓＰＩＣ３０Ｆ４０１１ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ＩＭ１４４００ｄｒｉｖｅｃｉｒｃｕｉｔ。ｅｔｃＳｙｓｔｅｍｃｏｍｐｌｅｔｅｓａｃｑｕｉｓｉ。ｔｉｏｎｏｆｈａｌｌｐｏｓｉｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒｓｉｇｎａｌ，ｏｕｔｐｕｔｏｆｍｏｔｏｒｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｍｏｔｏｒＳｓｐｅｅｄａｎｄｔｈｅｄｉｇｉｔａｌＰＷＭ

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直流电机控制系统
设计
XX大学
课程设计
（论文）题目直流电机控制系统设计
班级
学号
学生姓名
指导教师
沈阳航空航天大学
课程设计任务书
课程名称专业基础课程设计
院（系）自动化学院专业测控技术与仪器
班级学号姓名
课程设计题目直流电机控制系统设计
课程设计时间: 7 月 9 日至 7 月 20 日
课程设计的内容及要求：
1.内容
利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。

系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。

2.要求
（1）掌握直流电机的工作原理及编程方法。

（2）掌握直流电机驱动电路的设计方法。

（3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。

（4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。

（5）完成系统硬件电路的设计。

（6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。

指导教师年月日
负责教师年月日
学生签字年月日
目录
0 前言...................................................................................... 错误!未定义书签。

1 总体方案设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。

1.1 系统方案 ...................................................................... 错误!未定义书签。

1.2 系统构成 ...................................................................... 错误!未定义书签。

1.3 电路工作原理............................................................... 错误!未定义书签。

1.4 方案选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。

2 硬件电路设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。

2.1 系统分析与硬件设计................................................... 错误!未定义书签。

2.2 单片机AT89C52............................................................ 错误!未定义书签。

2.3 复位电路和时钟电路................................................... 错误!未定义书签。

2.4 直流电机驱动电路设计 ............................................... 错误!未定义书签。

2.5 键盘电路设计............................................................... 错误!未定义书签。

3 软件设计 ............................................................................ 错误!未定义书签。

3.1 应用软件的编制和调试 ............................................... 错误!未定义书签。

3.2 程序总体设计............................................................... 错误!未定义书签。

3.3 仿真图形 ...................................................................... 错误!未定义书签。

4 调试分析 .............................................................................. 错误!未定义书签。

5 结论及进一步设想............................................................... 错误!未定义书签。

参考文献.................................................................................. 错误!未定义书签。

课设体会.................................................................................. 错误!未定义书签。

附录1 电路原理图 ................................................................. 错误!未定义书签。

附录2 程序清单 ..................................................................... 错误!未定义书签。