直流电动机pwm调速设计.doc
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直流电动机pwm调速设计,直流电动机pwm调速设计页数 47 字数 16813摘要在现代化的生产实践中，直流电机的应用是相当广泛的。伴随着电子技术的发展,以及现代控制理论的应用，直流电机控制技术也得到了很大的发展。直流电动机的调速性能较好，且起动转距较大，能在很宽的范围内平滑调速，调速比大，起制动性能好，定位精度高。因此常用于调速控制系统，称之...
内容介绍
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直流电动机PWM调速设计
页数 47 字数 16813
摘要
在现代化的生产实践中，直流电机的应用是相当广泛的。伴随着电子技术的发展,以及现代控制理论的应用，直流电机控制技术也得到了很大的发展。
直流电动机的调速性能较好，且起动转距较大，能在很宽的范围内平滑调速，调速比大，起制动性能好，定位精度高。因此常用于调速控制系统，称之为直流传动系统。长期以来，直流调速系统一直占据垄断地位。但近年来交流调速系统的发展很快，并有望在不长的时间内取代直流调速系统。然而就目前而言，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。其广泛的应用于轧钢机及其辅助机械、造纸机、金属切割机床等许多领域自动控制系统中。
随着传感器技术、微电子技术、微型计算机技术的不断发展，为直流调速系统功能的完善、精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。
如今的直流调速系统多采用数字化控制，并应用现代控制理论所提供的控制算法，这也是电气传动控制系统的发展方向。采用微机控制，整个系统将实现全数字化，控制系统结构简化，可靠性提高，操作及维修简便。本文主要是基于PID算法的计算机脉冲宽度直流电机调节系统的设计，即主要分析讨论直流电机的调速系统。
目 录
1 设计前言 1
1.1 设计任务 1
1.2 设计要求 2
1.3 技术指标[16] 2
1.3.1稳态性能指标 2
1.3.2动态性能指标 3
2 直流电机调节系统相关知识 4
2.1 运动控制系统 4
2.2 直流电动机 4
2.3 PID调节器 6
2.4 直流电动机的PWM控制原理 6
3 总体控制方案设计 10
3.1 系统组成 10
3.2 电流反馈通道 12
3.3 PWM信号发生器 13
3.4 PWM功率放大电路 14
4 控制算法设计[ 10 ]～[ 15 ] 15
4.1 系统内环控制设计 15
4.1.1 工程设计方法及步骤 15
4.1.2 工程设计典型系统 15
4.1.3 电流环控制器设计 17
4.1.3 速度环控制器设计 18
4.2 转速和电流两个调节器的作用 19
4.2.1速度环控制器的作用 19
4.2.2电流环控制器的作用 20
4.3 采样周期选择 20
5 控制系统硬件设计 21
5.1 Z80系列外围芯片扩展 21
5.1.1单片机系统扩展Z80CTC芯片 21
5.1.2单片机系统扩展Z80PIO芯片 22
5.2 由单片机控制的PWM直流调速系统 23
6 控制系统软件设计 24
6.1 CTC3中断服务程序： 24
6.2 CTC0中断服务程序： 34
6.3 CTC1中断服务程序 38
7 结束语 42
参考文献 43
致 谢 45
附 录 46
参考文献
［ 1］潘新民，王燕.微型计算机控制技术．[M]．电子工业出版社，2003
［ 2］周雪琴.计算机控制系统．[M]．西安：西北工业大学出版社，1998
［ 3］李惠光.微型计算机控制技术．[M]．北京：机械工业出版社，2002
［ 4］黄一夫主编.微型计算机控制技术．[M]．北京：机械工业出版社，1988
［ 5］杨天怡.微型计算机控制技术．[M]．重庆：重庆大学出版社
页数 47 字数 16813
摘要
在现代化的生产实践中，直流电机的应用是相当广泛的。伴随着电子技术的发展,以及现代控制理论的应用，直流电机控制技术也得到了很大的发展。
直流电动机的调速性能较好，且起动转距较大，能在很宽的范围内平滑调速，调速比大，起制动性能好，定位精度高。因此常用于调速控制系统，称之为直流传动系统。长期以来，直流调速系统一直占据垄断地位。但近年来交流调速系统的发展很快，并有望在不长的时间内取代直流调速系统。然而就目前而言，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。其广泛的应用于轧钢机及其辅助机械、造纸机、金属切割机床等许多领域自动控制系统中。
随着传感器技术、微电子技术、微型计算机技术的不断发展，为直流调速系统功能的完善、精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。
如今的直流调速系统多采用数字化控制，并应用现代控制理论所提供的控制算法，这也是电气传动控制系统的发展方向。采用微机控制，整个系统将实现全数字化，控制系统结构简化，可靠性提高，操作及维修简便。本文主要是基于PID算法的计算机脉冲宽度直流电机调节系统的设计，即主要分析讨论直流电机的调速系统。
目 录
1 设计前言 1
1.1 设计任务 1
1.2 设计要求 2
1.3 技术指标[16] 2
1.3.1稳态性能指标 2
1.3.2动态性能指标 3
2 直流电机调节系统相关知识 4
2.1 运动控制系统 4
2.2 直流电动机 4
2.3 PID调节器 6
2.4 直流电动机的PWM控制原理 6
3 总体控制方案设计 10
3.1 系统组成 10
3.2 电流反馈通道 12
3.3 PWM信号发生器 13
3.4 PWM功率放大电路 14
4 控制算法设计[ 10 ]～[ 15 ] 15
4.1 系统内环控制设计 15
4.1.1 工程设计方法及步骤 15
4.1.2 工程设计典型系统 15
4.1.3 电流环控制器设计 17
4.1.3 速度环控制器设计 18
4.2 转速和电流两个调节器的作用 19
4.2.1速度环控制器的作用 19
4.2.2电流环控制器的作用 20
4.3 采样周期选择 20
5 控制系统硬件设计 21
5.1 Z80系列外围芯片扩展 21
5.1.1单片机系统扩展Z80CTC芯片 21
5.1.2单片机系统扩展Z80PIO芯片 22
5.2 由单片机控制的PWM直流调速系统 23
6 控制系统软件设计 24
6.1 CTC3中断服务程序： 24
6.2 CTC0中断服务程序： 34
6.3 CTC1中断服务程序 38
7 结束语 42
参考文献 43
致 谢 45
附 录 46
参考文献
［ 1］潘新民，王燕.微型计算机控制技术．[M]．电子工业出版社，2003
［ 2］周雪琴.计算机控制系统．[M]．西安：西北工业大学出版社，1998
［ 3］李惠光.微型计算机控制技术．[M]．北京：机械工业出版社，2002
［ 4］黄一夫主编.微型计算机控制技术．[M]．北京：机械工业出版社，1988
［ 5］杨天怡.微型计算机控制技术．[M]．重庆：重庆大学出版社
