开题报告-直流电机控制.docVIP

选题的依据及意义： （一）选题依据 由于变频技术的出现，交流调速一直冲击直流调速，但综观全局，尤其是我国在此领域的现状，再加上全数字直流调速系统的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性，直流调速系统仍将处于十分重要地位。 （二）选题意义 现在电气传动的主要方向之一是电机调速系统采用微处理器实现数字化控制，近年来随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性、调速平滑、方便、调速范围广、过载能力强、能承受频繁的冲击负载、可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求。并且随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。为此，研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。 （三）经济意义 直流电机的寿命是一般电机的十倍但是其价格却不是其他电机的十倍；减速电机结合国际技术要求制造，具有很高的科技含量；节省空间，可靠耐用，承受过载能力高，功率可达95KW以上；能耗低，性能优越，减速机效率高达95%以上；振动小，噪音低，节能高。综合以上电机的优点，，电机具有很高的经济价值，很好的市场前景。 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）： 随着计算机、微电子技术的发展以及新型电力电子功率器件的不断涌现，电动机的控制策略也发生了深刻的变化。电动机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、微机应用技术的必威体育精装版发展成就。变频技术和脉宽调制技术已成为电动机控制的主流技术。正是这些技术的进步使电动控制技术在近二十年内发生了很大的变化。其中，电动机控制策略的模拟实现正逐渐退出历史舞台，而采用微处理器、通用计算机、FPGA/CPLD、DSP控制器等现代手段构成的数字控制系统得到了迅速发展。电动机的驱动部分所采用的功率器件经历了几次的更新换代以后，速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT逐渐成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动机控制方法能够得到实现。其中,脉宽调制(PWM)方法,变频技术在直流调速和交流调速系统中得到了广泛应用。永磁材料技术的突破与微电子技术的结合又产生了一批新型的电动机：如永磁直流电动机交流伺服电动机超声波电动机等。由于有微处理器和传感器作为新一代运动控制系统的组成部分，所以又称这种运动控制系统为智能运动控制系统。所以应用先进控制算法、开发全数字化智能运动控制系统将成为新一代运动控制系统设计的发展方向。 国外主要电气公司如瑞典的ABB公司、德国的西门子公司、AEG公司、5 日本的三菱公司、东芝公司、美国的GE公司、西屋公司等，均已经开发出多个数字直流调速装置，有成熟的系列化、标准化、模板化的应用产品。 我国从20世纪60年代初试制成功第一只硅晶闸管以来，晶闸管直流调速系统也得到迅速的发展和广泛的应用。目前，晶闸管供电的直流调速系统在我国国民经济各部门得到广泛的应用。 我国关于数字直流调速系统的研究主要有:综合性最优控制、补偿PID控制、PID算法优化、也有的只应用模糊控制技术。 随着新型电力半导体器件的发展，IGBT(绝缘栅双极型晶体管)具有开关速度快、驱动简单和可以自关断等优点，克服了晶闸管的主要缺点。因此我国直流电机调速也正向着脉宽调制（pulse width modulation,简称PWM）方向发展。 我国现在大部分数字化控制直流调速装置依靠进口。但由于进口设备价格昂贵，也给出了国产全数字控制直流调速装置的发展空间。目前，国内许多大专院校、科研单位和厂家也都在开发全数字直流调速装置。 本课题研究内容 研究以单片机AT89C52和L298控制的直流电机脉宽调制调速系统。利用AT89C52芯片进行低成本直流电机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。系统实现对电机的正转、反转、加速、减速、停止的控制，以及PWM的占空比在数码管上的实时显示。 需要解决的问题： 直流电机调速系统的工作原理； 基于52内核的单片机开发流程； PWM调速原理及方法； LED数码管显示； 独立键盘控制技术； C语言编程，软件编程和仿真调试能力； 论文的编写。 本课题研究方案 1.查阅资料，进行总体理论分析与设计； 2.整体方案设计（画出系统整体设计框图； 3.硬件设计（画出原理图）； 4.软件设计（编写控制程序）； 5.采用PROTEUS软件完成直流电机控制软硬件仿真调试； 6.实物制作； 7.完成毕业论文。 研究目标、主要特色及工作进度： 目标： 1.以AT89C52单片机为主要部件，采用脉宽调制的方法