基于LabVIEW直流电机转速PID控制系统设计

基于单片机的直流电机控制系统设计 陈春龙 应用背景： 利用单片机对直流电机进行直接的控制具有准确的自动调 节作用，用光电编码盘测速以及测转角位移进行反馈，精度较高， 用pwm调速方式控制直流电机转动的速度，以及停止转动，并 可以自动调节速度至预先设定的速度。整个系统的电路逻辑结构 简单，可靠性高，实现功能强。 系统构成： 系统性能指标： 1、电机指标：电压：12v 空载转速：100转每分钟 调速范围：10~100转每分钟 鉴定精度：1%~3% 转角分辨率：4' 2、液晶显示部分：要求能够实时显示转速，能够实时显示转角位移。 3、键盘输入部分：能够任意设定10~100转每分钟的速度 能够任意设定转角（设定180度，能够在转到角度 后停止） 4、系统需要有过载保护和光电隔离部分，电机驱动部分要有过流保 护。 5、使用pid微机控制算法实现电机的恒速运转，能实现

课程设计报告用纸 第1页 项目一:液位控制系统设计 第一章单容水箱设备组成及其工作原理 1.1单容水箱设备的组成 （1）液位变送器：液位传感器是用来上位水箱和下位水箱的液位进行检测，采用工业 用的dbyg扩散硅压力变送器，本变送器按标准的二线制传输，采用高品质，低功耗精密器 件，稳定性和可靠性大大提高。本传感器精度为0.5级，因为二线制，故工作时需串联24v 直流电源。 （2）电动调节阀：调节阀用于调节介质的流量、压力和液位。根据调节部位信号，自 动控制阀门的开度，从而达到介质流量、压力和液位的调节。调节阀分电动调节阀、气动调 节阀和液动调节阀等。调节阀由电动执行机构或气动执行机构和调节阀两部分组成。调节并 通常分为直通单座式和直通双座式两种，后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特 点，所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。 （3）变频器：

用凌阳spmc75f2413a单片机配合编码器对直流电机进行闭环反馈控制,使直流电机带动的钩状扫描针停在规定的位置上.使用pid反馈控制算法进行反馈控制,使用编码器将钩状扫描针的位移转换为电脉冲,通过单片机对采回的电脉冲进行分析处理,与规定值比较,利用差值算出pwm输出信号,控制直流电机正转或反转,即钩状扫描针若高于规定位置直流电机随即反转,若低于规定位置直流电机正转.

提出了基于arm单片机的直流电机调速系统的设计方法。从硬件和软件2个方面进行了系统的设计。硬件电路以lpc2131单片机为核心,设计了lpc2131最小系统、电机驱动电路、转速测量电路、显示电路、键盘电路等。软件部分采用模块化的设计思想,采用pwm调速的方法,通过软件的编程,最终实现了对电机的启动、停止、正转、反转的控制,并且实现了直流电机的速度控制,同时在液晶上显示电机的相关参数。

基于LabVIEW的感应电机转速转矩测量系统

第1页共41页 1绪论 1.1研究背景 一个多世纪以来，电机作为电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领 域以及人们的日常生活中。电机的主要类型有同步电机、异步电机与直流电机三种。直 流电机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点，因此被广泛应用于各种调速系统中， 但传统的有刷直流电机均以机械换相方法进行换相，存在相对的机械摩擦，因此带来噪 声、火花、无线电干扰及寿命等致命弱点，从而大大地限制了它的应用范围。而相比有 刷直流电机，无刷直流电机的结构是以电力电子电路取代传统有刷直流电机的电刷，故 其既具有有刷直流电机运行效率高、运行性能好等优点，又具有交流电机运行结构简单、 运行可靠、维护方便等优点。目前，随着半导体技术的快速进步与永磁材料的新发现， 高性能、低成本的永磁无刷直流电机已成为调速领域的领军力量，它具有巨大的开发潜 质和广阔的应用前景。 1.2无刷直流

第1页共41页 1绪论 1.1研究背景 一个多世纪以来，电机作为电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领 域以及人们的日常生活中。电机的主要类型有同步电机、异步电机与直流电机三种。直 流电机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点，因此被广泛应用于各种调速系统中， 但传统的有刷直流电机均以机械换相方法进行换相，存在相对的机械摩擦，因此带来噪 声、火花、无线电干扰及寿命等致命弱点，从而大大地限制了它的应用范围。而相比有 刷直流电机，无刷直流电机的结构是以电力电子电路取代传统有刷直流电机的电刷，故 其既具有有刷直流电机运行效率高、运行性能好等优点，又具有交流电机运行结构简单、 运行可靠、维护方便等优点。目前，随着半导体技术的快速进步与永磁材料的新发现， 高性能、低成本的永磁无刷直流电机已成为调速领域的领军力量，它具有巨大的开发潜 质和广阔的应用前景。 1.2无刷直流

直流电机驱动及低转速控制的实现 【摘要】直流电机作为一种执行机构在控制系统中被广泛应用。本文分析了 直流电机的硬件驱动方法，并提出了直流电机在低速运行时的调速方法。该方法 以51系列单片机为控制核心，在控制器外围辅以必要的硬件电路，采用软件与 硬件相互结合的工作方式。经过实验，证明了该直流电机调速方法简单可行，且 拓展了直流电机的调速范围，达到了预期的效果。 【关键词】直流电机；驱动；低转速控制；pwm 1.引言 电机是控制系统中常用的执行机构，小型直流电机由于其价格低廉而得到广 泛的应用。而目前市场上所售的直流电机除减速电机外，一般转速都比较高，当 供电电压达到某值（“阈值”）时才能被启动，而且电机一旦启动，转速就非常快。 虽然直流电机具有较好的调节特性（电机转速与供电电压成正比），但前提条件 是电机已经正常启动。在实际的控制系统中往往需要较宽的调速范围，

直流电机 基础 基本配置 永磁直流有刷电机（pmdc电机）由位于定子的永磁体和位于转子的绕组所组成。 绕组线圈末端与换向器片连接，与静止电刷产生滑动接触。电刷越过电机端子连接至直流供电电压。 旋转方向的改变可以通过电压极性的反转来实现。 通过线圈的电流在转子产生磁极，与永磁体的两极相互作用。为了使产生的转矩保持在同一方向，当转子 北极经过定子南极时，电流必须换向。 由于滑动接触分为多个片段，这些分段的滑环被称为换向器。左图显示转子绕组电流换向之前的角位置， 右图显示转子绕组电流换向之后的角位置。 为了产生更恒定的转矩，真正的直流电机拥有两个以上的绕组和整流片。 下图显示了一个五段式设计（hc685lg） 永磁材料由弹簧固定（nf213g） 这是规格为#200的je永磁直流电机的分解图。 换向器片是由铜做成的。上面这种电机有3个片段。 电刷是由贵金属（金属指型叶片电

直流电机教学课件

直流电动机技术的测定（三） 相关专题：矿 时间：2012-06-1219:29 【阿里巴巴冶金】 三、直流电动机的性能测定 themensurationofdc-electromotorpeformance 1．电枢电阻测定 测量绕组直流电阻时，应同时测量被测绕组的温度，绕组温度 与周围冷却介质温度相差不大于±3℃，绕组温度可用膨胀式温度 计、电阻温度计或热电偶式温度计进行测量。如绕组温度不能直接 测量，则在测量绕组的直流电阻之前，应将电机在空气中静置下列 时间： 额定功率在10千瓦以下的电机，不少于5小时， 额定功率在10—100千瓦以下的电机，不少于8小时； 额定功率在100～1000千瓦以下的电机，不少于16小时。 在测量串激绕组、换向极绕组等的直流电阻以前，应先检查绕 组连接点接触情况是否良好，因为电枢绕组的电阻一般很小，但连 接点

北京工业大学课程设计报告 （数电课设题目）直流电机测速 班级：130242 学号：13024212 姓名：王栩晖 组号：19 2015年4月 一．设计技术指标及设计要求 （一）设计任务 设计一个能对直流电机运行速度进行调速和测速的电路。 （二）基本要求 设计一个脉宽调速电路，实现对直流电机转速的控制。利用光电脉冲转换、 整形、门控电路和计数电路测出直流电机的转速，并显示在数码管上。要求转速 300转/分以下，越低越好。 （三）扩展要求 在完成基本要求的基础上加光耦脉冲计数和相位判别电路，进而识别电机的转 向，并由led显示转向的正反。 三．设计框架 方波发生器 100hz 脉宽 调整 驱动 电路 脉冲 整形 脉冲显 示电路 计数器 门控 电路 光电脉冲 转换电路 直流 电机 测量转向 电路 控制转向 电

直流电机的应用

1/3 直流电机参数 直流电动机作为机电执行元部件，内部有一个闭合的主磁路。主磁通在主 磁路中流动，同时与第二个电路交链，其中一个电路是用以产生磁通的，称为 激磁电路，另外一个是用来传递功率，称为功率回路或者电枢回路。现行的直 流电动机都是旋转电枢式，也就是说激磁绕组及其所包围的铁芯组成的磁极为 定子，带换向单元的电枢绕组和电枢铁芯结合构成直流电动机的转子。 １．转矩： 电动机得以旋转的力矩，单位为kg.m或n.m； ２．转矩系数： 电动机所产生转矩的比例系数，一般表示每安培电枢电流所能产生的转矩 大小； ３．摩擦转矩： 电刷、轴承、换向单元等因摩擦而引起的转矩损失； ４．启动转矩： 电动机启动时所产生的旋转力矩； ５．转速： 电动机旋转的速度，工程单位为r/min，即转每分，在国际单位制中为 rad/s，即弧每秒； ６．电枢电阻： 电枢内部的电阻，在有刷电动机里一般包括电刷与

直流电机教材..

直流电机课件

直流电机概述

课题八直流电机简介 8.1直流电机的基本工作原理 图8.1是一台直流电机的最简单模型。n和s是一对固定的磁极，可以是电磁铁，也可 以是永久磁铁。磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体，称为电枢铁心。铁心表面固定一个 用绝缘导体构成的电枢线圈abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个半圆形铜片(换向片) 上，它们的组合在一起称为换向器，在每个半圆铜片上又分别放置一个固定不动而与之滑动 接触的电刷a和b，线圈abcd通过换向器和电刷接通外电路。 图8.1直流电动机工作原理示意图 一、直流电动机工作原理 将外部直流电源加于电刷a(正极)和b(负极)上，则线圈abcd中流过电流，在导体ab 中，电流由a指向b，在导体cd中，电流由c指向d。导体ab和cd分别处于n、s极磁场 中，受到电磁力的作用。用左手定则可知导体ab和

第十四章直流电机基本工作原理和结构 14-1直流发电机是如何发出直流电的？如果没有换向器，直流发电机能否发出直流电？ 答：直流发电机电枢绕组内的感应电动势实为交变电动势(如图示瞬间以导体a为例),电枢绕组的a导体处 于n极底下,由“右手发电机”定则判得电动势方向为⊙,转半圈后,处于s极下,电动势方向变为⊕,再 转半圈,又回到原来位置,电动势又为⊙。。。。。。, 它通过换向装置后,才把电枢绕组的交流变为 外电路的直流。 换向装置的结构特点是电枢绕组尽管旋转， 而a、b电刷固定不转（电刷与磁极相对静止）， 且a刷恒与n极下导体相连，b刷恒与s极底 下导体相连），则由a刷引出的电动势方向恒 为⊙（流出），若定义为正极，则ｂ刷引出的 电动势方向恒为⊕(流入),为负极，因此， 由ａ，ｂ两刷得到的

单片机课程设计报告书 课题名称直流电机控制器设计 姓名 学号 院、系、部电气工程系 专业电气工程及其自动化 指导教师焦永梅 2014年6月26日 ※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2011级 单片机课程设计 1 直流电机控制器设计 一、设计目的 1、能够根据题目要求实掌握编写程序、调试程序、软件仿真及与硬件结合。 2、掌握并熟练使用protues绘图软件。 3、了解直流电机控制原理。 4、学习单片机控制直流电机的编程方法。 5、了解数码管动态显示的原理。 6、掌握按键扫描的工作原理。 二、设计要求 1、利用d/a电路，输出-8v到+8v的电压，控制直流电机。 2、电机速度可调，具有启动键、方向控制键及提示灯、加速键、减速键及停止 键： s0键-升速，每按一次，电

针对无刷直流电机直接转矩控制系统速度环节存在的非线性饱和特性,引用新型变结构抗饱和anti-winduppi控制器,根据控制器的输出是否饱和,对积分状态进行控制。当控制器进入饱和状态,通过调节可以有效地退出饱和;当控制器处于线性区,保证系统渐进稳定。同时利用模糊理论对控制参数进行在线调整,使系统具有更好的实时性。仿真表明,该方法能够有效地抑制饱和现象,减少超调量,使系统具有更好的动静态性能。

为了提高直流电机速度控制精度和消除负载转矩扰动对系统性能的影响，应用线性鲁棒调节输出理论，引入内模原理设计出动态状态反馈控制器。在matlab／simulink仿真并搭建模块验证其算法的有效性，实验证明，在电机参数微小摄动的情况下，能够满足速度跟踪和干扰抑制，体现出直流电机控制系统的参数鲁棒性。