AVR直流电机控制系统硬件设计概述
直流电机的转矩控制系统----硬件设计
直流电机的转矩控制系统----硬件设计概述直流电机的转矩控制系统是一种用于控制直流电机输出转矩的系统。
本文将介绍该系统的硬件设计方面的要点和细节。
1. 电源模块电源模块是直流电机控制系统的基础，用于提供电源电压。
在硬件设计中，需要选择适当的电源模块并进行合适的连接。
2. 控制器控制器是直流电机转矩控制系统的核心部件。
它接收输入信号，并通过控制电流来实现对电机转矩的控制。
在硬件设计中，需要选择合适的控制器，并将其与电机进行连接。
3. 传感器传感器用于测量电机的输出转矩。
常用的传感器包括转矩传感器和速度传感器。
在硬件设计中，需要选择适当的传感器，并将其与控制器进行连接。
4. 信号调节模块信号调节模块用于将控制器的输出信号调节为合适的电平，以便控制电机的速度和方向。
在硬件设计中，需要选择适当的信号调节模块，并将其与控制器进行连接。
5. 保护电路保护电路用于保护直流电机和控制系统免受过电流、过压等可能的损坏。
在硬件设计中，需要设计合适的保护电路，并将其与电源模块、控制器等其他组件进行连接。
6. 连接线路连接线路用于连接各个组件，传递信号和电源。
在硬件设计中，需要设计合适的连接线路，并保证其稳定性和可靠性。
总结直流电机的转矩控制系统的硬件设计涉及多个组件的选择和连接。
通过合适的电源模块、控制器、传感器以及保护电路的设计，可以实现对直流电机输出转矩的控制。
合理设计连接线路，确保系统的稳定性和可靠性。
以上是直流电机的转矩控制系统的硬件设计的要点和细节。
电力系统保护与控制-AVR
➢ 控制对象：发电机 反馈控制系统 ➢ 控制器： 励磁调节器
➢ 执行环节：励磁机
自动励磁 控制系统
h
24
励磁控制系统的传递函数
• 二、励磁调节器各单元传递函数
1. 测量比较单元： GRSU Ud Gess1 KTRRs
2. 综合放大单元，一阶惯性环节： GAs1KTAAs 限幅环节
3. 功率放大单元： Gs Kz
VF(s) 1Gs
这些常数取决于负载，由全载至无载，KG 在 0.7 至 1 间变化，
而G 则为 1.0 至 2.0 秒间。
h
35
感知器模型
电压系由比压器感知，并经某型式的桥式整流器整流，此感知 器可用一个简单的单阶传递函数，给定为
Vs(s) KR
Vt (s) 1Rs
R 非常小，可假设其范围为 0.01 至 0.06 秒。
高层控制 三次控制
反馈
给定
区域1
中层控制 二次控制
反馈
给定
区域3
区域2
底层控制 一次控制
实际电力系统
h
6
h
7
h
8
系统发电控制
控制方式：“预防”；“补救”。
计划：根据计划，提供发电的基点功率。与 负荷预测，机组经济组合，发电计划，交换 计划有关。
区域调节：随着系统频率、联络线所带负荷 或者它们相互之间关系的变化，调节指定区 域内各发电机的有功出力来维持计划的系统 频率或使其与其他区域的既定交换在预定限 值内或二者兼顾。
10
12
14
16
18
20
h
39
h
40
Step
10
1
0.1s+1
基于AVR无刷直流电动机控制器的设计
【 关键词 】 无刷直 流电动机 ；Ｖ Ａ Ｒ单片机 ；ＷＭ Ｐ
中 图 分 类 号 ：Ｍ３ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｈ ｅ ｓＤＣ ｏ ｏ ｎ ｒ ｌ ｒ Ｂａ ｅ ｏ ｓｇ ｆＢｒ ｓ ｌｓ Ｍ ｔ ｒ Ｃｏ ｔ ｏｌ ｓ ｄ ｎ ＡＶＲ ｅ
ａ ｄ ｍｏ ｕａ ｉｇ ｔ ｅ ｄ ｔ —ａｉ ｆＰ Ｍ ａ ｅ ｈ ｏ ｔ ｌ ｉ ｕ ｔｏ ｒ ｓ ｌ ｓ ｉ ｃ ｕ ｒｎ ｔ ｒｍａｎ ｙ ｆ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｏ ｎ ｄ ｌ ｔ ｈ ｕｙ ｒｔ ｏ Ｗ ｎ ｏ ｗ ｖ ．Ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｒ ｉ ｆｂ ｈ ｅ ｓ ｄｒ ｔ ｒ ｔｍｏ ｏ ｉｌ ｏ ｃｃ Ｒ ｅ ｃ ｅ ｃ ｏ ｓ ｓｏ ｈ ｅ ｉｎ ｆｒ
ｔｅｍａ ｉ ｕｔ ｄｉｅ ｉ ｕ ｎ ｅｐｓ ｉ ｇａ ｄｔｃｎ ｉ ｕｔ， ｎ ｖｓ ｈ ｏ ｅｐｎ ｉｇ ａ ｗ ｅｃ ｃｉａｄｔｅ ｏ ｈ ｉ ｃ ｃｉ ｒ ｎｃ ｃｉａｄｔ ｏｉｏ ｓ ｌ ｅ ｔ ｇｃ ｃｉ ａｄｇ ｅ ｅｃｒ ｓ ｄｎ ｒ ａ ｉ ｕ ｗ ｎ ｒ ， ｖ ｒ ｔ ｈ ｔｎ ｉ ｅ ｉ ｎ ｒ ｉ ｔ ｒｏ ｈ ｄｒ ｒ ｔ ｎ ｈｆ ｌ
计 了一款 基 于 Ａ Ｒ单 片 机 的无 刷 直 流 电动 机 驱 动 系 Ｖ 统， 对其 中 的转 子位 置 检 测 电路 、 动 电路 、 流 保护 驱 过 电路等 内容进 行 了介绍 ， 并给 出了相 应 的软件 流程 图 。
运行可靠 、 维护方便 ， 又具备直流 电动机 的运行效率 高、 无励磁损耗 、 调速性 能好等优点 ， 目前广泛应用于 家用 电器 ， 电动 助 力 车 ， 空 航 天 等 领 域 ¨ 。 而 Ａ Ｒ 航 Ｊ Ｖ
ｉｉ ｇ ｔ ｅ ｆｎ ｔ ｎ ｆｂ — ｉ ｃｉｎ ｏ ａｉ ｎ ａ ｄ ｖ ｌｃｔ ｄ ｌｔ ｎ ｃ ｎｒ ｌｔ ｒ ｕ ｈ ｃ ａ ｇｎ ｈ ｏ ｔ ｌｗ ｒ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｒ ｅ ｚｎ ｈ ｕ ｃｉ ｓｏ ｉ ｒ ｔ ａ ｒｔ ｔ ｎ ｅ ｏ ｉ ｍｏ ｕａ ｉ ｏ ｔ ｈ ｏ ｇ ｈ ｎ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｎｒ ｏ ｄ ｔ ｓ ｓ ｉｎ ｏｄ ｒ ｏ ｄ ｅ ｏｌ ｏ ｙ ｏ ｏ ｏ ａ
AVR单片机实现的直流电机PWM调速控制器
控制软件设计。设计了。可实现两个编码器信号的采集。 对INT1的中断次数计数来测量通道B的脉冲数，读取PC6 （即A相信号）的电平状态来判断电机
的转动方向。以上升沿触发为例，即当B路信号的上升沿 引起中断时，单片机判断PC6信号的电平高低。若PC6为 低电平，则电机为正转，计数器N的值加
动接口软件的程序如下：outocrlaH，temp19是控制输出 量，其再以PWM形式输出outocrlaL，tempi8为正传位反 转3，从实
验曲线可以看出，超调量小于10%，稳定时间为150ms左 右，稳态误差小于5%.系统具有较好的快速性和控制精度。 4结束语直流调速控制器采用AV
R单片机8535，实现了对直流电机的PWM调速控制。从实 际运用来看，它较好的实现了对直流电机的速度控制， 并具有精度高、快速响应性好、稳定性好
只承受单极性的电压；双极性工作方式是指在一个PWM 周期内电机电枢两端的电压呈正负变化。调速控制系统 采用的是单极性工作方式。单片机的EnB引脚
，它控制着电机转速大小；单片机的PD6或PD7经过一定 的逻辑电路接到L298的IN1~IN4输入引脚上，它控制电机 的转动方向。为了增强L29
8的驱动能力，本调速控制系统对L298的两路驱动进行了 并联使用，最大驱动能力可以达到3A.比较器LM393主要 起到了限制过流和保护L298的
Hale Waihona Puke 作用。LM393的同相端直接连到了一个可变电位计上，电 位计的电压是可调的。调节电位计的电压能调节L298的 限流电压。LM393的反相端接到L
298的SENSEA和SENSEB两检测端。当检测电阻两端的电压 大于限流电压时，比较器的反相端的电压大于同相端的 电压，输出端输出低电平，从而
基于AVR单片机的无刷直流电动机控制系统设计
压级增加 6～10 dB时 ,响度才有加倍感觉 。
世界能源及环境危机的加剧使得节能环保成为目前全 球的主题 。吸尘器行业要求高效而且低噪也日益迫切 ,吸尘 器既要实现低噪声 ,且又要达到高效率 ,其存在着某种矛盾 : 要达到低噪声 ,势必以损失能效为代价 ,把声能尽可能转化
表 1 吸尘器测试结果比较
这里先做吸尘器测试对比试验 ,根据 IEC60704 - 1《家用
表 2 飞利浦吸尘器电机性能参数
电器及类似电器用具的噪声测试方法 》,测得结果如表 1 所 示。
电压 功率 效率 声压值 类别
/V /W / ( % ) (A 计 ) / dB
尺寸 /mm
转速 寿命 / ( r·m in - 1 ) / h
等辅助电路 ,以及电机和控制板的接口电路 。具体电路如图 2所示 。
0 引 言
ATmegal8是 ATM EL公司推出的一款 AVR 增强型单片 机 ,内置 Flash的精简指令集 ( R ISC)高性能低功耗 CMOS微 处理器 。本文探讨了以 ATmegal8单片机为核心无刷直流电 机控制系统和控制策略 。
2 控制策略
理想的无刷直流电动机的感应电动势和电磁转矩公式
如下 : 感应电动势 :
电磁转矩 :
E
=
2 3
πN
p
B
lωr
Te
=
4 3
πN
p
B
Hale Waihona Puke lris式中 : Np 为总导体数 ; B 为永磁体产生的气隙磁密 ; l为转子 铁心长度 ; r为转子半径 ;ω为转子机械角速度 ; is 为定子电 流。
由以上公式可以看出 ,其转速与电压成正比 ,转矩与相 电流成正比 。为了达到控制精度和动态性能 ,本系统选用转 速 、电流双闭环调速系统 。控制系统框图如图 3所示 。
基于AVR单片机双闭环直流调速控制系统设计
19作者简介：陈中(1968- )，男，讲师，硕士，研究方向为电机控制。
基于AVR单片机双闭环直流调速控制系统设计陈中，丁圣均(盐城工学院，江苏 盐城 224003)摘 要：介绍了基于单片机控制直流调速工作的原理，设计了基于AVR 单片机双闭环直流调速控制系统，利用AVR 单片机自带的输入捕捉功能及A/D 转换功能，精确、方便地检测电机转速和电流，并通过单片机产生的PWM 波控制电机。
实验结果表明，采用该控制方案，将软件调试和硬件调试相结合，使系统具有较好的跟随性和抗扰动性。
关键词：AVR 单片机；直流调速；跟随性；抗扰动性中图分类号：TP273+.5 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2015)12-0019-05 A bstract: Introduction was made to the working principle of direct current speed control based on microcontrollers. A direct current speed control system was designed based on A VR microcontroller. The A VR microcontroller has its own input capture and A/D conversion functions, which accu-rately and conveniently tested the motor speed and current, generating pulse width modulation waves to control the motor. The experimental results show that the adopted control plan combined software debugging with hardware debugging to make the system following and anti-disturbing better. Key words: A VR microcontroller; direct current speed regulation; following performance; disturbance rejectionCHEN Zhong, DING Sheng-jun（Yancheng Institute of Technology, Yancheng 224003, China ）Design of Double Loop Direct Current Speed Control SystemBased on A VR Microcontroller单片机控制的直流电动机调速系统有结构简单和编程方便等优点。
基于avr无刷直流电动机控制器的设计概要
92第28卷第9期2006年9月现代雷达Modern RadarV01.28No.9Septemier2006电源技术基于AVR无刷直流电动机控制器的设计8刘启新,宋荣刚(南京工程学院自动化系,南京210013【摘要】用AVR单片机作为无刷直流电动机的控制器,通过改变控制字的发送顺序以及调节PWM波的占空比,实现了电机的正反转和速度控制功能,主要针对无刷直流电动机组成中的主电路、驱动电路、位置信号检测电路进行了介绍,并给出了相应的硬件电路和软件设计流程图。
【关键词】无刷直流电动机;AVR单片机;PWM中图分类号:TM33文献标识码:ADesign of Brushless DCMotor Controller Based on AVRLIU Qi—xin,SONG Rong—gang(Automation Dep.Nanjing Institute of TechnologyI Nanjing210013,China 【Abstract】In this paper,the AVR single chip is used as the controller of the brushless DC motor-driven system。
and real-izing the functions of bi・directional rotation and velocitymodulation control through changing the control word transmission order and modulating the duty-ratio of PWM wave.The control circuit of brushless direct current motor mainly focuses on the design for the main circuit,driven circuit and the position signal detecting circuit-and sives the corresponding hardware circuit and the flow chart of software.【Key words】brushless direct current motor;AVR single chip;PWM0引言无刷直流电动机既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便,又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗、调速性能好等优点,目前广泛应用于家用电器,电动助力车,航空航天等领域…。
利用AVR单片机对直流电机的精确控制
利用AVR单片机对直流电机的精确控制摘要本文介绍一种新型的主要由 AVR 单片机和 L298 驱动构成的直流电机 PWM 调速控制器。
详细介绍了本调速控制系统的工作原理、 PWM 驱动接口电路和相应的各种控制软件设计。
方便的人机对话接口,用键盘输入有关控制信号及参数,可以实现电机的启制动、正反转、速度调节．并在LCD上实时显示输入参数及动态转速．详细给出调速系统的主电路原理图及各部分电路原理图。
设计了实验 ,并给出了实验结果。
实验结果表明 ,本 PWM 直流调速控制器具有良好的工作性能。
同时它也是管道机器人和国家863课题研究的一个分支，具有极强的实用性。
关键词：AVR单片机； PWM；直流调速系统； L298驱动A PWM Speed Controller of DC Motor Using A VRMicrocontrollerABSTRACTA PWM speed controller of DC motor using A VR microcontroller 8535 is introduced in this paper. This paper elaborates on the system principle, Optical Encoder, L298 driving system, and the DC motor PWM digital control system, which include the hardware and software design.In the convenient man-machine interaction interface, the control signal and parameter were inputted with key so that the start and brake of motor and speed regulation were also realized. Provided main electric circuit principle diagram and each parts of electric circuit principle diagram the experimental results of this speed controller are given in the paper. Experiment proof that this DC motor PWM speed controller has better function.Keywords ：A VR；PWM；DC converter system；L298目录引言 (1)第1章概论 (2)1.1 设计项目的发展情况简介 (2)1.2 单片机控制PWM直流调速系统发展趋势 (3)1.3 单片机控制PWM直流调速系统基本原理 (3)1.3.1 直流电机调速原理 (3)1.3.2 PWM 基本原理及其实现方法 (4)第2章 PWM调速系统的组成及选择 (7)2.1 ATmega8单片机简介 (7)2.2 电机驱动芯片L298N (8)2.3 LCD显示器 (14)2.4 电动机选择 (15)第3章控制系统硬件设计 (17)3.1 系统工作原理 (17)3.2 ATmega8实现PWM控制 (18)3.3 驱动电路 (18)3.3.1 驱动电路原理 (18)3.3.2 L298驱动接口 (20)3.4 显示电路设计 (22)3.4.1 LCD液晶显示器引脚说明 (22)3.4.2 LCD1602的指令 (22)3.5 按键电路设计 (25)3.5.1 键盘原理 (25)3.5.2 键盘与单片机的接口电路 (26)3.6 电路板的制作 (27)3.6.1 电路板的设计步骤 (27)3.6.2 电路板布线技巧 (28)3.6.3 设置中的问题及解决方法 (29)3.7 硬件抗干扰措施 (29)3.7.1 干扰的来源 (30)3.7.2 具体抗干扰措施 (30)第4章系统软件设计 (31)4.1 主程序设计 (31)4.2 中断服务程序设计 (32)4.3 控制程序 (33)4.4 调试程序 (35)第5章测试实验 (37)结束语 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录 (41)四川理工学院毕业设计（论文）引言直流电机是工矿、交通、建筑等行业中的常见动力机械，是机电行业人员的重要工作对象之一。
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AVR是基于RISC指令架构的8位微控制器。RISC改进了最高频率下简单指令的使用，避免了复杂指令，使用固定指令长度，减少了指令格式，处理方法和其他方法来缩短指令周期并提高处理速度。凭借RISC架构，AVR系列单芯片计算机具有1MIPS / MHZ的高速处理能力。ATmega系列微控制器的高端AVR产品部分还集成了在线调试模块，可以通过JTAG实现在线调试和软件下载功能。这使AVR控制器成为可以满足多种需求的高速，灵活，低成本的微处理器。
关键词：ATmega16直流PWM电机；LMD18200
抽象
近年来，在工业自动化和生产过程领域中使用的单片机的应用越来越深入和广泛。ATmega16是一个文件微控制器AVR RISC配置的基础，它是一种低功耗8位CMOS微控制器。数据ATmega16您有一个高发射器，对于高级指令大小和一个小时周期的指令，可以达到1MIPS / MHz，这样可以减轻速度消耗和处置之间的冲突。这是该设计我们显示PWM速度系统从首都--发动机本文介绍了ATmega16的使用。本文详细论述了系统的原理，秒实际的编码器，LMD18200驱动系统，高可靠性K1010图像耦合器，直流--PWM电机数字控制系统，并为系统的232连接提供串行通讯协议。该系统主要具有启动，停止，加速和减速功能，这些功能由主计算机和直流电动机中的ATmega16控制。本文详细介绍了速度控制系统的工作原理，PWM驱动接口电路，K1010光耦合器驱动电路和LMD18200，以及串行通信控制电路的比例程序设计。该程序由ICCAVR编程，然后由AVRStudio仿真，并将编译后的代码下载到ATmega16以控制系统。
关键字：ATmega16。首都--发动机;脉宽调制;LMD18200
1个介绍1个
1.1主题的背景和重要性1个
1.2首都从的演变2
1.3此设计完成的工作2
2AVRMCU介绍3
2.1SCM系统概述3
2.2 ATmega16功能概述3
2.3 ATmega16单片机5
2.3.1 ATmega16单片机的特性5
4.7 ATmega16单片机控制直流电机的程序代码42
最后49
谢谢50
参考文献51
附录A是原始英语52
附录B中文翻译60
附录C.通用电路设计图................................................... .................................................................. 67
3.4.1主要特点二十二
3.4.2内部结构二十三
3.4.3以下引脚图二十三
3.4.4以下电路设计二十三
3.5领导部二十四
3.5.1 LMD18200芯片介绍二十四
3.5.2每个引脚的功能和原理26
3.5.3驱动电路设计27
3。6光电耦合电路28
4软件设计30
4.1初始化程序30
4.1ห้องสมุดไป่ตู้1输入/输出初始化30
概要
最近几年发动机转速控制系统在工业自动化，生产过程控制，测量和控制领域中的应用正在变得越来越深入和全面。ATmega16它基于加强AVR RISC结构能耗低8一点CMOS微控制器。由于先进的指令集和一小时的周期指令执行时间，ATmega16数据传输率高达1 MIPS/兆赫，这减少了系统功耗和处理速度之间的差异。主要由ATmega16专为内核而设计LMD18200驱动程序使用通信协议232的芯片，串行通信控制电路直流PWM电机调速器系统。该系统主要补充了由主机和ATmega16控制的直流电动机的启动，停止，加速和减速功能。文章他详细介绍了巡航控制系统的工作原理，PWM驱动器的接口电路和光电耦合器K1010和LMD18200驱动电路，串行通讯控制电路设计相应的软件。该程序由ICCAVR编写，然后用AVRStudio进行仿真，并将编译后的程序代码下载到ATmega16以控制系统。
家用中小功率直流电动机调速系统采用了大量的脉冲宽度调速技术，迅速取代了SCR直流调速系统。特别是，单片机控制的智能巡航控制系统可以直接安装在电动机底座上，以便与电动机结合使用，从而提供以上特殊的控制转矩，大大提高了设备的可靠性和自动化程度。本文介绍的单片机直流电动机调速系统正试图在机电一体化中做一些工作。
1
1.1
在电气时代的今天，电动机在现代生产和生活中一直扮演着非常重要的角色。无论日常生活中的工农业生产或家用电器，都使用大量的电动机。因此，发动机控制变得更加重要。电机控制技术的发展归功于微电子技术，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果。正是由于这些技术的进步，在过去的二十年中，电机控制技术发生了翻天覆地的变化。
2.3.2 ATmega16MCU引脚配置和说明8
2.3.3 CPU9
2.3.4记忆10
2.3.5输入/输出介绍12
2.3.6重置电路17
2.3.7时钟电路18岁
3直流电动机控制系统的硬件设计二十一
3.1通用电路设计二十一
3.2时钟电路二十一
3.3系统复位电路二十一
3.4串行通讯接口的电路设计二十二
4.1.2初始化计时器30
4.1.3初始化串口31
4.2主程序32
4.3中断子程序和速度控制34
4.4串行数据传输软件36
4.5 ICCAVR37
4.5.1开发环境协会介绍37
4.5.2开发与组装37
4.6 AVRStudio模拟38
46.1模拟器功能38
4.6.2连接JTAG ICE39
4.6.3仿真环境40