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运动控制课程设计课程设计说明书

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摘要

本文主要研究了利用PI控制器控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。文章对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过PI控制器对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。此外，本文中还采用了芯片L298N作为直流电机正反转调速功率放大电路的驱动模块。另外，本系统中使用了专用芯片LM331对直流电机的转速进行测量，LM331将包含转速信息的电流频率转换为电压值，并且最终作为反馈值输入到PI调节器进行PI运算，从而实现了对直流电机速度的控制。本文还给出了PWM波控制电机的仿真结果。

关键词：PWM信号PI控制器L298N

Abstract

ThisarticlemainlyintroducesthemethodtogeneratethePWMsignalbyusingMCS-51single-chipcomputertocontrolthespeedofaD.C.motor.Inthispaper,theprincipleofPWMsignalgenerationmethods,andhowtothroughthePIcontrollerforPWMsignaldutyratioforadjustment,soastocontroltheinputsignalarediscussedindetail.Inaddition,thispaperhasalsousedthechipL298Nasdcmotorandreversingcontrolpoweramplificationcircuitdrivermodule.Inaddition,thesystemusethespecialchipLM331todcmotorspeedmeasurement,LM331willincludespeedinformationofcurrentfrequencyconversionforvoltagevalue,andfinallyasafeedbackvalueinputtoPIregulatorforPIoperationsoastorealizethespeedcontrolofadcmotor.ThispaperalsogivesaPWMwavetocontrolthemotorsimulationresults.

Keywords:PWMsignalPIcontrollerL298N

运动控制课程设计课程设计说明书全文共1页，当前为第1页。

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0、前言

现代工业的电力拖动一般都要求局部或全部的自动化，因此必然要与各种控制元件组成的自动控制系统联系起来，而电力拖动则可视为自动化电力拖动系统的简称。在这一系统中可对生产机械进行自动控制。

随着近代电力电子技术和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用，自动化电力拖动正朝着计算机控制的生产过程自动化的方向迈进。以达到高速、优质、高效率地生产。在大多数综合自动化系统中，自动化的电力拖动系统仍然是不可缺少的组成部分。另外，低成本自动化技术与设备的开发，越来越引起国内外的注意。特别对于小型企业，应用适用技术的设备，不仅有益于获得经济效益，而且能提高生产率、可靠性与柔性，还有易于应用的优点。自动化的电力拖动系统更是低成本自动化系统的重要组成部分。

在如今的现实生活中，自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展，其中自动调速系统的应用则起着尤为重要的作用。虽然直流电机不如交流电机那样结构简单、价格便宜、制造方便、容易维护，但是它具有良好的起、制动性能，宜于在广泛的范围内平滑调速，所以直流调速系统至今仍是自动调速系统中的主要形式。现在电动机的控制从简单走向复杂，并逐渐成熟成为主流。其应用领域极为广泛，例如：军事和宇航方面的雷达天线、火炮瞄准、惯性导航等的控制；工业方面的数控机床、工业机器人、印刷机械等设备的控制；计算机外围设备和办公设备中的打印机、传真机、复印机、扫描仪等的控制；音像设备和家用电器中的录音机、数码相机、洗衣机、空调等的控制。

随着电力电子技术的发展，开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成为主流，脉宽调制技术表现出较大的优越性：主电路线路简单，需要用的功率元件少；开关频率高，电流容