基于PIC单片机直流电机多速控制器的设计与实现

发布时间：2020-08-07 08:38

【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。它广泛应用于数控机床、工业机器人等工厂自动化设备中。随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。为此，研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。 本文应中国电子科技集团第27研究所的要求，设计开发了一套基于PIC单片机的直流电机多速控制器，作为其配套的试验装置。论文根据系统的要求完成了整体方案设计和系统选型，针对所设计的控制方案对控制系统的软、硬件设计作了详细论述。硬件部分先作了整体设计，然后介绍了以PIC16F877A单片机为核心的硬件构成，对键盘电路、串行通信电路、测量电路、D／A转换电路和显示电路等作了详细阐述；软件部分采用模块化设计思想，编制了各个模块的流程图。论述了软件的设计思想和方法；实现了对直流电动机转动参数的设置、下载、启动、停止、加速、减速和显示等功能。利用PIC系列芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。 针对直流电机运行环境恶劣、干扰严重的特点，从系统的硬件设计、软件设计等多方面进行抗干扰的综合考虑，并利用多种软件和硬件技术来提高和改善系统的抗干扰能力，有效地提高了系统的可靠性和实用性。 运行结果表明，系统实现了电机的高精度多速度控制，达到了性能指标要求。目前已经进入了试验阶段。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP368.12
【图文】：

直流电机将电能尺，(电流I和电压u)转化为机械能凡ech(速度。和转矩M)。其中损耗可分为摩擦损耗和热损耗乃(热损耗是由于线圈电阻R产生)。余下的转化为机械能几ecIl，如图2.1所示。因此电机的功率守恒可表述为:凡二凡ech+乃更详细的也可描述为:u。I=一二一n。M十R。尸30000___已声 =R.12吟Pmech一fen.“图2.1直流电机能量转换图 Fig.2.1DCmotorenergyconversionchart在这能量转化过程中，有两个特性参数是至关重要的，他们是速度常数k。和转矩常数kM。速度常数是指速度n和线圈感应电压“树之间的关系，是指在忽略摩擦的情况下的每个单位电压下的速度变化。Uind与速度是成正比的，公式如下:n=k，.Uind转矩常数所联系的是机械转矩M和电流I之间的关系，是指转矩和有效电流之比。公式如下: M=kM.1速度常数k。和转矩常数kM有如下关系:

图4.1MPLAB运行界面Fig.4.1MPLABmov曰menteontaetsurfaee.3直流电机多速控制器的软件设计直流电机多速控制器的软件设计和系统功能的开发和完善是一个循序渐进程，本文所作的软件开发是基于直流电机多速控制器的基本功能要求设计的系统软件有主程序、功能键处理程序、电机运行显示程序、键盘设置参数程序载参数程序、测速程序、延时子程序等[，，][，，1[，，l[，‘][，5]l，6]。3.1系统主程序系统主程序流程图如图4.2。开机初始化后调用键盘扫描子程序看是否有键按下，没有按键按下则继续，反复扫描键盘的过程为待机状态;有按键按下通过延时等待looms再检验

Fig.4.14Floweh斌ofl6binarysystemsto4BCDeodetr妞nsformationsubroutine4.3.12系统参数设置界面及串行通信参数设置界面既人机界面，主要实现电机转速参数的设置和串行通信。图4.巧为系统参数设置界面。

【引证文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 袁训山;基于单片机的端面铣多轨迹运动研究[D];沈阳大学;2011年

本文编号：2783748