基于soc单片机的电机速度控制系统.pdfVIP

《冶金自动化》2008年S1 基于SoC单片机的电机速度控制系统 曹 晶，方康玲，郭永强 (武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉430081) 摘要：以soc8位c8051FD21单片机为核心控制芯片，完成了电机的速度控制系统的硬件设计。根据电机转动 FD21的PwM的硬件模块产生驱动电机的信号， 采样信号，模糊控制算法对PwM进行自适应调节，利用c8051 实现了对电机的速度控制。同时以PTR8000通信模块为核心实现了控制系统和上位机的无线通信。 关键词：sOc；单片机；模糊控制；无线通信 0 引言 出口，通过改变占空比改变输出控制量，然后通过 电机是工业以及民用领域的重要驱动装置， 光电隔离芯片4n25进行电气隔离，再经电机驱动 在控制领域又是很重要的被控对象。微型电机是 芯片LMDl8200实现对电机的运行控制。 电机的一个主要分支，其控制器也要求微型化、小 型化，同时还要具有较高的可靠性和灵活性。随 着电子技术的飞速发展和普及，SOc技术在控制 领域的应用也越来越广…。SOC型单片机具有高 度集成化、固件化的特性，可满足微型电机系统体 积小、重量轻、携带方便的要求，为微型电机的控 制提供了有力的开发平台。本文提出了基于SOC 图1系统硬件设计框图 单片机的电机速度模糊控制系统。 微型电机的调速系统是一个复杂的多变量、 2 系统各部分实现 非线性控制系统，控制参数多，各个参数之间相互 2．1核心控制模块的实现 影响，数学模型难以建立，模糊控制无须建立被控 系统使用的单片机是CYGNAL公司生产的 对象的数学模型，对被控对象的时滞、非线性和时 soc单片机c8051FD2x，该单片机是集成的混合 变性具有一定的适应能力，同时对噪声也具有较 信号系统级芯片，具有与8051兼容的微控制器内 强的抑制能力，鲁棒性好。因此本系统采用模糊 控制算法。 全兼容；c8051F单片机具有片内调试电路，通过4 脚JTAG接口，可以进行非侵入式、全速的在系统 本文结合C8051FD2l和光电编码盘的特点对 电机进行闭环控制，并通过无线传输模块 调试；C8051F高速SOC的芯片上还集成了构成单 P11R8000实现下位机与上位机的通信。 片机控制系统所需的几乎所有模拟、数字外设及 1系统硬件设计 其他功能部件(包括ADC、DAC、可编程增益放大 系统硬件框图如图1所示，在电机运行控制 器、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBus／ 12C、uART、SPI、定时器、可编程计数器／定时器阵 系统中，单片机通过无线传输模块胛R8000从上 位机接收指令，得到电机转速和转向的给定值以 列PCA、内部振荡器、看门狗定时器及电源监视器 及是否运行，同时由光学斩波编码盘经电机监测 等)。这些外设的高度集成，为设计小体积、低功 电路得到电机转速的反馈值，相比较得到误差值， 耗、高可靠性、高性能的单片机应用系统提供了极 经模糊控制算法得到电机运行的控制量，并通过 大的方便，可大大降低系统的整体成本。 配置单片机的可编程计数器阵列PCA为PWM输 实现自动控制可以有很多方式，PWM(Pulse 收稿日期：2007旬7_09；修改稿收到日期：2007_09-24 作者简介：曹晶(1985一)，女，山西吕梁人，硕士研究生，主要研究方向为控制理论和控制丁程。 ·230·