毕业设计（论文）-直流电机调速控制系统设计

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1、┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计（论文）报告纸前言在化工生产中，流体传输和液体搅拌是很重要的部分，而这些均有电机来完成，所以对电机的速度调节是更加的重要电子电路设计是一个对工作和实践经验要求非常强的专业，它要求我们掌握扎实的理论知识，并要求我们有充分的实践环境。大学三年的学习即将结束，在这大学三年里我完成了规定的课程，并取得了不错的成绩，熟练地掌握了Protel制图、PCB板设计等专业知识，虽然在学校里接触不多，但是通过在实习期间的学习接触，已经掌握了相关内容，同时发现其中的许多知识与自己的专业知识相关联，而且它把自己所学的分散

2、知识很好的结合在一起综合利用。毕业设计是大学学习过程中的最后一个环节，也是最重要的一个环节，是对以前所学的基础理论知识及所掌握的技能的综合运用和检验。直流电动机具有良好的起动、制动性能。宜于在大范围内平滑调速。在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用，特别是在我们化工生产中流体传输和液体搅拌中起着很重要的作用。从控制的角度来看．直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难。阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广

3、。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性。并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本。从而有效的提高工作效率。在毕业设计的过程中，肯定会遇到很多困难和许多疑惑，但是在指导教师赵艳启老师和我师傅高明志工程师的悉心指导和自己的努力下，克服了所有的困难，圆满的完成本次毕业设计，给大学生活画上一个圆满的句号。由于我的水平有限，缺乏实际的电器设计经验，设计中肯定会存在错误和不妥之处，敬请各位老师批评指正。1系统原理共19页第22页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊

4、┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计（论文）报告纸1.1直流电机调速原理图1.1所示电枢电压为Ua，电枢电流为Ia，电枢回路总电阻为Ra,电机常数Ca，励磁磁通量是￠。根据KVL方程：电机转速n=(Ua-IaRa)/Ca￠,其中，对于极对数p，匝数为N，电枢支路数为a的电机来说：电机常数Ca=pN/60a,意味着电机确定后，该值是不变的。而在Ua-IaRa中，由于Ra仅为绕组电阻，导致IaRa非常小，所以Ua-IaRa约等于Ua。由此可见我们改变电枢电压时，转速n即可随之改变。图1.1直流电机原理图1.2系统硬件组成原理图1.2调速系统硬件原理框图直流电机调速系统硬件原理框图如图1.2所

5、示，以89C51单片机为控制核心，包括测速电路、电源电路、数模转换电机驱动电路、显示电路、键盘控制电路。1.3直流电动机转速控制系统的工作原理共19页第22页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计（论文）报告纸直流电动机的转速与施加于电动机两端的电压大小有关。本系统用DAC0832控制输出到直流电动机的电压的方法来控制电动机的转速。当电动机转速小于设定值时，DAC0832芯片的输出电压增大，当大于设定值时则DAC0832芯片输出电压减小，从而使电动机以设定的速度恒速旋转。我们采用比例调节器算法。控制规律：Y=KPe(t)+KI式中：Y

6、---比例调节器输出，KP---比例系数，KI---积分系数e(t)---调节器的输入，一般为偏差值。系统采用了比例积分调节器，简称PI调节器，使系统在扰动的作用下，通过PI调节器的调节器作用使电动机的转速达到静态无差，从而实现了静态无差。无静差调速系统中，比例积分调节器的比例部分使动态响应比较快（无滞后），积分部分使系统消除静差。1.4转速测量电路原理转速是工程上一个常用的参数，旋转体的转速常以每分钟的转数来表示。其单位为r/min。转速的测量方法很多，由于转速是以单位时间内的转数来衡量的，因此采用霍尔元器件测量转速是较为常用的一种测量方法。霍尔器件是有半导体材料制成的一种薄片，

7、器件的长、宽、高分别为l、b、d。若在垂直于薄片平面（沿厚度d）方向施加外加磁场B，在沿l方向的两个端面加以外电场，则有一定的电流经过。由于电子在磁场中运动，所以将受到一个洛仑磁力，其大小为：fl＝qVB式中：fl――洛仑磁力，q――载流子电荷，V――载流子运动速度，B――磁感应强度。这样使电子的运动轨迹发生偏移，在霍尔元器件薄片的两个侧面分别产生电子积聚或电荷过剩，形成霍尔电场，霍尔元器件两个侧面间的电位差称为霍尔电压。霍尔电压大小为：=×I×B/d(mV)式中：-