基于PID算法的直流电机转速控制器的设计说明

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1、....计算机控制技术课程设计成绩评定表设计课题基于PID算法直流电机转速控制器的设计学院名称：电气工程学院专业班级：自动F0902学生姓名：学号：指导教师：设计地点：31-503设计时间：2012-06-11～2012-06-15指导教师意见：成绩:签名：年月日专注专业....计算机控制技术课程设计任务书学生姓名专业班级自动F0902学号题目基于PID算法直流电机转速控制器的设计课题性质工程设计课题来源网络指导教师主要内容（参数）利用89S51设计PID算法的直流电机控制系统，实现以下功能：1．直流电机以最快的速度稳定；2．实现

2、电机的正反转；3．电机的震荡小；任务要求（进度）第1天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第2天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第3天：软件设计，编写程序。第4-5天：撰写课程设计报告。主要参考资料[1]孙传友.测控系统原理与设计[M].北京:北京航空航天大学出版社，2003:160一166，174[2]潘松，黄继业.EDA技术实用教程[M].北京:科学出版社，2003:33.[3]Atmel.AT89S51数据手册[DB/OL].[4]

3、ST.L298N数据手册[DB/OL].[5]泰继荣.现代直流控制技术及其系统设计[M].北京:机械工业出版社，1993:141-145.[6]张俊漠.单片机中级教程[M].北京:北京航空航天大学出版社，2006:96.[7]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社，1990:83-87.审查意见系（教研室）主任签字：年月 日专注专业....目录l1引言4l2总体方案设计5l2.1硬件组成5l2.2方案论证6l2.3总体方案9l3硬件电路设计9l3.1单片机及其外围电路9l3

4、.2速度传感器与信号调理电路10l3.3电源电路设计11l3.4直流电机的驱动电路设计12l3．5电路显示模块的设计12l3．6键盘输入电路的设计14l4软件设计及系统检测14l4．1PID的基本算法14l4．2数字PID算法15l4．3电机速度的算法17l4.4程序流程图18l4．5屏幕显示程序流程图20l4．6系统的测试与分析22l5结论23l参考文献23l附录：25专注专业....l1引言自动控制经由数百年的发展到如今已经涵盖了社会的方方面面，其在生物、电子、机械、军事、经济等各个领域中都得到了广泛的应用，这更推动了自动控制

5、的快速发展。在中国古代时期自动控制机构就已经被发掘如指南车采用扰动补偿原理的方向开环自动调整系统；铜壶滴漏计时装置采用非线性限制器的多级阻容滤波；观测天象的水力天文装置内有枢轮转速恒定系统采用内部负反馈并进行自震荡的系统等，这些控制系统在我国古代得到了广泛的应用，及随着科学技术的进步和人们对自动装置的追求，控制器也发生了翻天覆地的变化，不断地深入人心，它将成为当今社会的主流之一，深入到各个行业和领域。在现代社会，我国神舟飞船的飞天，各个检测器的出现及应用都将推动自动控制系统的飞跃。控制理论经历了经典控制理论、现代控制理论和智能控制

6、理论赛格阶段，而一个完整系统的结构应该如下：这此图中的调节器、检测元件、执行机构都是控制系统中不可缺少的组成部分，而控制器系统主要包括传感器、变速器、控制器（计算机、单片机）、执行机构、I/O口。控制系统的被测参数经传感器，变送器转化成标准的电信号送到控制器，再经一定的算法输出需要值然后加在被控系统上。而目前PID控制及其控制器或智能PID控制器在社会生活中广泛使用，而PID作为一种经典算法也越来越受国内外各个行业的关注。PID控制器发展至今已有70多年的历史形成了结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便等优点使其在工业控制中发挥着

7、不可泯灭的作用，又随着现代科技的突飞猛进各种仪器、仪表的出现更加推动了PID控制器的发展。专注专业....当我们不完全了解一个系统和被控对象或者不能有效的获取相关的参数信息时，以PID控制技术控制是最适用的。实际应用中也有PI、PD控制，PID控制器就是偏差的比例、积分、微分进行控制。比例能够迅速反应误差，减少误差；积分是对静态误差的时间积累这样即便误差很小随着时间的增加而增大使控制器的输出增大，进一步减小稳态误差直至为0；而微分控制能偏差信号的变化趋势，能够超前控制，克服系统的惯性，加快动态响应速度，减少超调量，提高稳定性。在不

8、同的工程中我们可根据工程的特点、需求来选择不同的控制器。随着社会的进步和客户的不同要求，我们可以借助物联网来远程控制我们的系统已经逐渐成熟并广泛应用而控制系统也将向精度更高、稳定性更好、易于交流和网络控制的方向发展。本次设计主要研究的是PID算法在