基于LabVIEW直流電機轉(zhuǎn)速PID控制系統(tǒng)設計

基于單片機的直流電機控制系統(tǒng)設計 陳春龍 應用背景： 利用單片機對直流電機進行直接的控制具有準確的自動調(diào) 節(jié)作用，用光電編碼盤測速以及測轉(zhuǎn)角位移進行反饋，精度較高， 用pwm調(diào)速方式控制直流電機轉(zhuǎn)動的速度，以及停止轉(zhuǎn)動，并 可以自動調(diào)節(jié)速度至預先設定的速度。整個系統(tǒng)的電路邏輯結(jié)構(gòu) 簡單，可靠性高，實現(xiàn)功能強。 系統(tǒng)構(gòu)成： 系統(tǒng)性能指標： 1、電機指標：電壓：12v 空載轉(zhuǎn)速：100轉(zhuǎn)每分鐘 調(diào)速范圍：10~100轉(zhuǎn)每分鐘 鑒定精度：1%~3% 轉(zhuǎn)角分辨率：4' 2、液晶顯示部分：要求能夠?qū)崟r顯示轉(zhuǎn)速，能夠?qū)崟r顯示轉(zhuǎn)角位移。 3、鍵盤輸入部分：能夠任意設定10~100轉(zhuǎn)每分鐘的速度 能夠任意設定轉(zhuǎn)角（設定180度，能夠在轉(zhuǎn)到角度 后停止） 4、系統(tǒng)需要有過載保護和光電隔離部分，電機驅(qū)動部分要有過流保 護。 5、使用pid微機控制算法實現(xiàn)電機的恒速運轉(zhuǎn)，能實現(xiàn)

課程設計報告用紙 第1頁 項目一:液位控制系統(tǒng)設計 第一章單容水箱設備組成及其工作原理 1.1單容水箱設備的組成 （1）液位變送器：液位傳感器是用來上位水箱和下位水箱的液位進行檢測，采用工業(yè) 用的dbyg擴散硅壓力變送器，本變送器按標準的二線制傳輸，采用高品質(zhì)，低功耗精密器 件，穩(wěn)定性和可靠性大大提高。本傳感器精度為0.5級，因為二線制，故工作時需串聯(lián)24v 直流電源。 （2）電動調(diào)節(jié)閥：調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力和液位。根據(jù)調(diào)節(jié)部位信號，自 動控制閥門的開度，從而達到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥分電動調(diào)節(jié)閥、氣動調(diào) 節(jié)閥和液動調(diào)節(jié)閥等。調(diào)節(jié)閥由電動執(zhí)行機構(gòu)或氣動執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。調(diào)節(jié)并 通常分為直通單座式和直通雙座式兩種，后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩(wěn)定的特 點，所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場合。 （3）變頻器：

用凌陽spmc75f2413a單片機配合編碼器對直流電機進行閉環(huán)反饋控制,使直流電機帶動的鉤狀掃描針停在規(guī)定的位置上.使用pid反饋控制算法進行反饋控制,使用編碼器將鉤狀掃描針的位移轉(zhuǎn)換為電脈沖,通過單片機對采回的電脈沖進行分析處理,與規(guī)定值比較,利用差值算出pwm輸出信號,控制直流電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),即鉤狀掃描針若高于規(guī)定位置直流電機隨即反轉(zhuǎn),若低于規(guī)定位置直流電機正轉(zhuǎn).

提出了基于arm單片機的直流電機調(diào)速系統(tǒng)的設計方法。從硬件和軟件2個方面進行了系統(tǒng)的設計。硬件電路以lpc2131單片機為核心,設計了lpc2131最小系統(tǒng)、電機驅(qū)動電路、轉(zhuǎn)速測量電路、顯示電路、鍵盤電路等。軟件部分采用模塊化的設計思想,采用pwm調(diào)速的方法,通過軟件的編程,最終實現(xiàn)了對電機的啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的控制,并且實現(xiàn)了直流電機的速度控制,同時在液晶上顯示電機的相關(guān)參數(shù)。

基于LabVIEW的感應電機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測量系統(tǒng)

第1頁共41頁 1緒論 1.1研究背景 一個多世紀以來，電機作為電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應用范圍已遍及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng) 域以及人們的日常生活中。電機的主要類型有同步電機、異步電機與直流電機三種。直 流電機具有運行效率高和調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點，因此被廣泛應用于各種調(diào)速系統(tǒng)中， 但傳統(tǒng)的有刷直流電機均以機械換相方法進行換相，存在相對的機械摩擦，因此帶來噪 聲、火花、無線電干擾及壽命等致命弱點，從而大大地限制了它的應用范圍。而相比有 刷直流電機，無刷直流電機的結(jié)構(gòu)是以電力電子電路取代傳統(tǒng)有刷直流電機的電刷，故 其既具有有刷直流電機運行效率高、運行性能好等優(yōu)點，又具有交流電機運行結(jié)構(gòu)簡單、 運行可靠、維護方便等優(yōu)點。目前，隨著半導體技術(shù)的快速進步與永磁材料的新發(fā)現(xiàn)， 高性能、低成本的永磁無刷直流電機已成為調(diào)速領(lǐng)域的領(lǐng)軍力量，它具有巨大的開發(fā)潛 質(zhì)和廣闊的應用前景。 1.2無刷直流

第1頁共41頁 1緒論 1.1研究背景 一個多世紀以來，電機作為電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應用范圍已遍及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng) 域以及人們的日常生活中。電機的主要類型有同步電機、異步電機與直流電機三種。直 流電機具有運行效率高和調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點，因此被廣泛應用于各種調(diào)速系統(tǒng)中， 但傳統(tǒng)的有刷直流電機均以機械換相方法進行換相，存在相對的機械摩擦，因此帶來噪 聲、火花、無線電干擾及壽命等致命弱點，從而大大地限制了它的應用范圍。而相比有 刷直流電機，無刷直流電機的結(jié)構(gòu)是以電力電子電路取代傳統(tǒng)有刷直流電機的電刷，故 其既具有有刷直流電機運行效率高、運行性能好等優(yōu)點，又具有交流電機運行結(jié)構(gòu)簡單、 運行可靠、維護方便等優(yōu)點。目前，隨著半導體技術(shù)的快速進步與永磁材料的新發(fā)現(xiàn)， 高性能、低成本的永磁無刷直流電機已成為調(diào)速領(lǐng)域的領(lǐng)軍力量，它具有巨大的開發(fā)潛 質(zhì)和廣闊的應用前景。 1.2無刷直流

直流電機驅(qū)動及低轉(zhuǎn)速控制的實現(xiàn) 【摘要】直流電機作為一種執(zhí)行機構(gòu)在控制系統(tǒng)中被廣泛應用。本文分析了 直流電機的硬件驅(qū)動方法，并提出了直流電機在低速運行時的調(diào)速方法。該方法 以51系列單片機為控制核心，在控制器外圍輔以必要的硬件電路，采用軟件與 硬件相互結(jié)合的工作方式。經(jīng)過實驗，證明了該直流電機調(diào)速方法簡單可行，且 拓展了直流電機的調(diào)速范圍，達到了預期的效果。 【關(guān)鍵詞】直流電機；驅(qū)動；低轉(zhuǎn)速控制；pwm 1.引言 電機是控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行機構(gòu)，小型直流電機由于其價格低廉而得到廣 泛的應用。而目前市場上所售的直流電機除減速電機外，一般轉(zhuǎn)速都比較高，當 供電電壓達到某值（“閾值”）時才能被啟動，而且電機一旦啟動，轉(zhuǎn)速就非常快。 雖然直流電機具有較好的調(diào)節(jié)特性（電機轉(zhuǎn)速與供電電壓成正比），但前提條件 是電機已經(jīng)正常啟動。在實際的控制系統(tǒng)中往往需要較寬的調(diào)速范圍，

直流電機 基礎(chǔ) 基本配置 永磁直流有刷電機（pmdc電機）由位于定子的永磁體和位于轉(zhuǎn)子的繞組所組成。 繞組線圈末端與換向器片連接，與靜止電刷產(chǎn)生滑動接觸。電刷越過電機端子連接至直流供電電壓。 旋轉(zhuǎn)方向的改變可以通過電壓極性的反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 通過線圈的電流在轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁極，與永磁體的兩極相互作用。為了使產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持在同一方向，當轉(zhuǎn)子 北極經(jīng)過定子南極時，電流必須換向。 由于滑動接觸分為多個片段，這些分段的滑環(huán)被稱為換向器。左圖顯示轉(zhuǎn)子繞組電流換向之前的角位置， 右圖顯示轉(zhuǎn)子繞組電流換向之后的角位置。 為了產(chǎn)生更恒定的轉(zhuǎn)矩，真正的直流電機擁有兩個以上的繞組和整流片。 下圖顯示了一個五段式設計（hc685lg） 永磁材料由彈簧固定（nf213g） 這是規(guī)格為#200的je永磁直流電機的分解圖。 換向器片是由銅做成的。上面這種電機有3個片段。 電刷是由貴金屬（金屬指型葉片電

直流電機教學課件

直流電動機技術(shù)的測定（三） 相關(guān)專題：礦 時間：2012-06-1219:29 【阿里巴巴冶金】 三、直流電動機的性能測定 themensurationofdc-electromotorpeformance 1．電樞電阻測定 測量繞組直流電阻時，應同時測量被測繞組的溫度，繞組溫度 與周圍冷卻介質(zhì)溫度相差不大于±3℃，繞組溫度可用膨脹式溫度 計、電阻溫度計或熱電偶式溫度計進行測量。如繞組溫度不能直接 測量，則在測量繞組的直流電阻之前，應將電機在空氣中靜置下列 時間： 額定功率在10千瓦以下的電機，不少于5小時， 額定功率在10—100千瓦以下的電機，不少于8小時； 額定功率在100～1000千瓦以下的電機，不少于16小時。 在測量串激繞組、換向極繞組等的直流電阻以前，應先檢查繞 組連接點接觸情況是否良好，因為電樞繞組的電阻一般很小，但連 接點

北京工業(yè)大學課程設計報告 （數(shù)電課設題目）直流電機測速 班級：130242 學號：13024212 姓名：王栩暉 組號：19 2015年4月 一．設計技術(shù)指標及設計要求 （一）設計任務 設計一個能對直流電機運行速度進行調(diào)速和測速的電路。 （二）基本要求 設計一個脈寬調(diào)速電路，實現(xiàn)對直流電機轉(zhuǎn)速的控制。利用光電脈沖轉(zhuǎn)換、 整形、門控電路和計數(shù)電路測出直流電機的轉(zhuǎn)速，并顯示在數(shù)碼管上。要求轉(zhuǎn)速 300轉(zhuǎn)/分以下，越低越好。 （三）擴展要求 在完成基本要求的基礎(chǔ)上加光耦脈沖計數(shù)和相位判別電路，進而識別電機的轉(zhuǎn) 向，并由led顯示轉(zhuǎn)向的正反。 三．設計框架 方波發(fā)生器 100hz 脈寬 調(diào)整 驅(qū)動 電路 脈沖 整形 脈沖顯 示電路 計數(shù)器 門控 電路 光電脈沖 轉(zhuǎn)換電路 直流 電機 測量轉(zhuǎn)向 電路 控制轉(zhuǎn)向 電

直流電機的應用

1/3 直流電機參數(shù) 直流電動機作為機電執(zhí)行元部件，內(nèi)部有一個閉合的主磁路。主磁通在主 磁路中流動，同時與第二個電路交鏈，其中一個電路是用以產(chǎn)生磁通的，稱為 激磁電路，另外一個是用來傳遞功率，稱為功率回路或者電樞回路?，F(xiàn)行的直 流電動機都是旋轉(zhuǎn)電樞式，也就是說激磁繞組及其所包圍的鐵芯組成的磁極為 定子，帶換向單元的電樞繞組和電樞鐵芯結(jié)合構(gòu)成直流電動機的轉(zhuǎn)子。 １．轉(zhuǎn)矩： 電動機得以旋轉(zhuǎn)的力矩，單位為kg.m或n.m； ２．轉(zhuǎn)矩系數(shù)： 電動機所產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的比例系數(shù)，一般表示每安培電樞電流所能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 大?。?３．摩擦轉(zhuǎn)矩： 電刷、軸承、換向單元等因摩擦而引起的轉(zhuǎn)矩損失； ４．啟動轉(zhuǎn)矩： 電動機啟動時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩； ５．轉(zhuǎn)速： 電動機旋轉(zhuǎn)的速度，工程單位為r/min，即轉(zhuǎn)每分，在國際單位制中為 rad/s，即弧每秒； ６．電樞電阻： 電樞內(nèi)部的電阻，在有刷電動機里一般包括電刷與

直流電機教材..

直流電機課件

直流電機概述

單片機課程設計報告書 課題名稱直流電機控制器設計 姓名 學號 院、系、部電氣工程系 專業(yè)電氣工程及其自動化 指導教師焦永梅 2014年6月26日 ※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2011級 單片機課程設計 1 直流電機控制器設計 一、設計目的 1、能夠根據(jù)題目要求實掌握編寫程序、調(diào)試程序、軟件仿真及與硬件結(jié)合。 2、掌握并熟練使用protues繪圖軟件。 3、了解直流電機控制原理。 4、學習單片機控制直流電機的編程方法。 5、了解數(shù)碼管動態(tài)顯示的原理。 6、掌握按鍵掃描的工作原理。 二、設計要求 1、利用d/a電路，輸出-8v到+8v的電壓，控制直流電機。 2、電機速度可調(diào)，具有啟動鍵、方向控制鍵及提示燈、加速鍵、減速鍵及停止 鍵： s0鍵-升速，每按一次，電

湖南涉外經(jīng)濟學院 課程設計報告 課程名稱：專業(yè)綜合課程設計 報告題目：電機控制系統(tǒng)設計 學生姓名： 所在學院： 專業(yè)班級： 學生學號： 指導教師： 2015年1月3日 課程設計任務書 報告題目專業(yè)綜合課程設計完成時間 學生姓名 專業(yè) 班級 指導教師職稱講師 總體設計要求和技術(shù)要點 電機控制系統(tǒng)設計 【內(nèi)容】：選用單片機、fpga、dsp等芯片（任選其一）設計一個電機控制系統(tǒng)（直流電 機或步進電機都可），要求能控制和調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向（正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)）；能顯示轉(zhuǎn)速、 旋轉(zhuǎn)方向的狀態(tài)。 【要求】：1.作品要求：有完整的電路原理圖；用設計的硬件或者仿真軟件演示系統(tǒng)功能。 工作內(nèi)容及時間進度安排 第17周： 周1---周3：立題、論證方案設計 周4---周5：硬件設計或仿真電路設計 第18周： 周1---周3：軟件設計 周4---周5：驗收

介紹了一種基于32位arm7微處理器lpc2290、嵌入式實時操作系統(tǒng)μc/os-ii和μc/gui圖形庫的無刷直流電動機控制系統(tǒng)設計方案。分析了無刷直流電動機驅(qū)動原理和lpc2290在液晶顯示、觸摸屏技術(shù)中的應用,給出了硬件原理圖、軟件設計原理和實驗結(jié)果。實驗表明,該控制系統(tǒng)具有較好的控制效果。

課題八直流電機簡介 8.1直流電機的基本工作原理 圖8.1是一臺直流電機的最簡單模型。n和s是一對固定的磁極，可以是電磁鐵，也可 以是永久磁鐵。磁極之間有一個可以轉(zhuǎn)動的鐵質(zhì)圓柱體，稱為電樞鐵心。鐵心表面固定一個 用絕緣導體構(gòu)成的電樞線圈abcd，線圈的兩端分別接到相互絕緣的兩個半圓形銅片(換向片) 上，它們的組合在一起稱為換向器，在每個半圓銅片上又分別放置一個固定不動而與之滑動 接觸的電刷a和b，線圈abcd通過換向器和電刷接通外電路。 圖8.1直流電動機工作原理示意圖 一、直流電動機工作原理 將外部直流電源加于電刷a(正極)和b(負極)上，則線圈abcd中流過電流，在導體ab 中，電流由a指向b，在導體cd中，電流由c指向d。導體ab和cd分別處于n、s極磁場 中，受到電磁力的作用。用左手定則可知導體ab和

第十四章直流電機基本工作原理和結(jié)構(gòu) 14-1直流發(fā)電機是如何發(fā)出直流電的？如果沒有換向器，直流發(fā)電機能否發(fā)出直流電？ 答：直流發(fā)電機電樞繞組內(nèi)的感應電動勢實為交變電動勢(如圖示瞬間以導體a為例),電樞繞組的a導體處 于n極底下,由“右手發(fā)電機”定則判得電動勢方向為⊙,轉(zhuǎn)半圈后,處于s極下,電動勢方向變?yōu)楱?再 轉(zhuǎn)半圈,又回到原來位置,電動勢又為⊙。。。。。。, 它通過換向裝置后,才把電樞繞組的交流變?yōu)?外電路的直流。 換向裝置的結(jié)構(gòu)特點是電樞繞組盡管旋轉(zhuǎn)， 而a、b電刷固定不轉(zhuǎn)（電刷與磁極相對靜止）， 且a刷恒與n極下導體相連，b刷恒與s極底 下導體相連），則由a刷引出的電動勢方向恒 為⊙（流出），若定義為正極，則ｂ刷引出的 電動勢方向恒為⊕(流入),為負極，因此， 由ａ，ｂ兩刷得到的