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基于VC++的伺服电机速度控制系统毕业设计 目 录 摘 要 I Abstract II 第一章 引言 1 1.1 设计的目的 1 1.2 设计的意义 2 第二章 电机调速 3 2.1 直流伺服电机简介 3 2.2 直流伺服电机调速 5 2.2.1 V-M调速系统 5 2.2.2 PWM调速系统 7 第三章 GUI设计 10 3.1 主界面 10 3.2 实时曲线 12 3.3 按钮图标的实现 13 第四章 串口通讯 17 4.1 PC机与单片机通信方式 17 4.2 VC实现串口通讯的四种方式 19 4.2.1 基于Windows API通信函数 19 4.2.2 利用端口函数直接操作 21 4.2.3 基于MSComm控件 22 4.2.4 基于CSerial类 23 4.2.5 四种实现方式的分析 24 4.3 串口编程 25 4.3.1 插入MSCOMM控件 25 4.3.2 设置属性 25 4.3.3 设置串口 26 4.3.4 数据类型的处理 29 4.4 帧格式定义 29 4.5 发送数据帧 30 4.6 接收数据帧 30 4.6.1 检测接收缓冲区数据 30 4.6.2 从接收缓冲区取出数据 32 第五章 PID算法 33 5.1 PID算法简介 33 5.2 参数调整一般规则 34 5.3 PID算法在VC中的实现 34 结 论 37 参考文献 38 附录 程序 40 致 谢 63 引言 在生产实践的各个领域，有大量的生产机械要求在不同的场合，用不同的速度来进行工作，以提高生产率和保证产品的质量，如机床、轧钢机、造纸机、纺织机械等。在工程实践中，有很多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的静、动态性能。所以如何充分发挥生产机械效能，提高生产率，是转速控制系统首先要解决的问题。微电子技术的发展，应用上位机实现现场的采集与控制越来越被大家所重视，上位机提供良好的人机界面,使现场监控更直接、简洁可靠和稳定。应用上位机实现现场监控，主要是通过上位机本身配置的串行口，通过串行通讯技术，控制和管理若干以单片机Visual C++6.0界面下完成上位机的编程具有自己独特的优势，当成功推出后，microsoft又将包装成为了面向windows的visual （以下简称）。从1.0到6.0，每一个版本的推出都激动人心。借助传统的的美名加上microsoft这个金字招牌，使广大的程序员和专业编程人员纷纷投靠在的大旗下。伺服电动机一般分为直流伺服和交流伺服对于直流伺服[13] 。而对于交流伺服控制控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数整定,需要更多的连线[]。所以本文主要介绍直流伺服电机转速的控制。 设计的意义 工业控制领域，往往需要组成上位机—下位机系统，上位机一般为PC机，下位机一般为单片机系统[1]。上位机主要完成数据的采集、显示、以及数据的给定等随着 ②转子。又称为电枢，由硅钢片叠压而成，表面嵌有线圈，通以直流电时，在定子磁场作用下产生带动负载旋转的电磁转矩。 ③电刷与换向片。为使所产生的电磁转矩保持恒定方向，转子能沿固定方向均匀的连续旋转，电刷与外加直流电源相接，换向片与电枢导体相接。 (2)直流电机的分类； 一般直流电机按结构、用途、容量的大小等分类。但从运行的观点来看，按励磁方式分类更用意义，因为除了少量微型电机的磁极是永磁铁外，绝大多数电机的磁场都是在磁极绕组中通以直流电流而建立的。因此都是通常都是按励磁绕组的连接方式(即按励磁方式)对直流电机进行分类。 直流电机按其励磁绕组与电枢绕组连接方式的不同，可①他励；②并励；③串励；④复励等四种，如图2.1 图2.1直流电机励磁方式图 图2.1(a)为他励直流电机，其特点是励磁绕组接在独立大励磁电源上，而与电枢的绕组无关，图2.1(b)为并励直流电机，其特点是励磁绕组与电枢绕组并联，这种励磁绕组的匝数较多，导线较细，图2.1(c)为串励直流电机，其特点是励磁绕组与电枢绕组串联，电枢电流就是励磁电流，励磁绕组匝数少、导线较粗。图2.1(d)为复励直流电机，其特点是在主磁极上装有两套励磁绕组，一套是与电枢绕组并联时并励绕组，另一套与电枢绕组串联是串励绕组[20]。 (3)直流伺服电机工作原理； 直流伺服电动机的工作原理与一般直流电动机的工作原理是完全相同，如图所示。他激直流电机转子上的载流导体（即电枢绕组），在定子磁场中受到电磁转矩M的作用，使电机转子旋转。由直流电机的基本原理分析得到 (2.1) n──电枢的转速，r/min；u──电枢电压；Ia ──电机电枢电流；? Ra──电枢电阻；ke──电势系数（ke=Ceφ）。有三种方法：改变U：由额定电压向下调低，转速也