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嵌入式助理工程师培训课程设计（实习报告） 直流电机的PID 闭环控制 直流电机的PID 闭环控制 直直流流电电机机的的PPIIDD闭闭环环控控制制 学 院 专 业 年级班别 学生姓名 指导教师 2012年 9月5日 摘要 摘要 摘摘要要 本设计采用数字PID为基本控制算法，以STC89C52RC单片机为控制核心， 产生占空比受数字PID算法控制的PWM脉冲实现对直流电机转速的控制。同时利 用红外对管将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机中，实现转速闭环控制，达 到转速无静差调节的目的。在系统中ARM11板为上位机作为人机交互界面，启动 后可以通过显示部件了解电机当前的转速。该系统控制简单，反应灵敏，具有很 强的抗干扰能力。 关键词 关键词 关关键键词词：电机控制；单片机(MCU)；PID算法；PWM；ARM i 目录 目录 目目录录 1绪论1 1.1直流电机调速系统的研究意义1 1.2直流电机调速的发展趋势2 2总体设计方案4 3设计要求与分析5 3.1项目说明5 3.2项目内容5 4设计过程8 4.1硬件模块8 4.2软件模块12 5总结17 5.1硬件部分17 5.2软件部分18 ii 1绪论 1绪论 11绪绪论论 1.1直流电机调速系统的研究意义 1.1直流电机调速系统的研究意义 11..11直直流流电电机机调调速速系系统统的的研研究究意意义义 三十多年来，直流经历了重大的变革。首先，实现了整流器件的更新换代， 以晶闸管整流装置取代了使用己久的直流发电机一电动机机组及水银整流装置， 使直流电机拖动完成了一次大的飞跃。同时，控制电路己实现高集成化，小型化， 高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅度提高， 应用范围不断扩大。由于直流调速系统的调速精度高，调速范围广，所以，在对 调速性能要求较高的场合，一般都采用直流电机拖动。直流调速技术迅速发展， 走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆、宽调速、高精度的电机拖动领 域中一直居于垄断地位。 早期，直流传动的控制系统采用模拟分立器件构成，由于模拟器件有其固有 的缺点，构成系统的器件较多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。 随着单片机控制技术的发展，直流传动控制系统己经广泛使用单片机，实现了数 字化控制。数字化调速系统与模拟系统相比具有以下优点： 1. 提高了调速性能 由于测速采用数字化，能够在很宽的范围内高精度测速，所以扩大了调速范 围，提高了速度控制的精度。另一方面，一些模拟电路难以实现的控制规律和控 制方法，例如各种最优控制、自适应控制、复合控制等都变得十分容易了，从而 使系统的控制性能得到提高。 2. 提高了运行的可靠性 由于硬件高度集成化，所以零部件数量和触点大大减少;很多功能都是由软 件(即程序)来完成的，使硬件得以简化，所以采用单片机控制的电力拖动系统的 故障率比模拟系统小。另外，数字电路的抗干扰性能强，不易受温度等外界条件 变化的影响，没有工作点的温漂