基于单片机AT89C51的直流电机PWM调速系统

基于单片机AT89C51的直流电机PWM调速系统作者：赵鸿图，ZhaoHongtu作者单位：河南理工大学计算机学院刊名：电子技术英文刊名：ELECTRONICTECHNOLOGY年，卷(期)：2008，45(10)被引用次数：0次参考文献(5条)1.WalterN.Alerich.StephenL.Herman.姜明.温照方电机与控制20062.Barr,MichaelPulseWidthModulation20013.李维军.韩小刚.李晋基于单片机用软件实现直流电机PwM调速系统[期刊论文]-机电一体化2004(05)4.L298DUALFULL-BRIDGEDRIVER5.马忠梅.籍顺心单片机的c语言应用程序设计2007相似文献(5条)1.学位论文吴浩滑差电牵引采煤机平衡控制系统2001滑差电牵引采煤机是一种新型采煤机.目前其调速方式还是传统的转速、电流双闭环直流调速系统.该文在总结其优点的基础上,提出了以单片机AT89C51为核心的全数字控制系统方案.系统的主回路采用的是直流脉宽调制变换器.在控制方式上,用软件编程来实现数字PID调节,由此产生PWM信号,通过集成驱动电路TF1202,控制电力晶体管的通断.系统还充分利用单片机强大的数据处理能力,完成了信号采集、状态显示、参数设定、故障保护等辅助功能.另外还注意了可靠性、抗干扰性设计.最后通过仿真对系统进行了分析,并通过实验加以验证.2.期刊论文梁春英.郑子华.杨桂芳.王熙.李爱传基于PID算法的变量施肥控制系统设计-黑龙江八一农垦大学学报2006,18(4)本变量施肥自动控制系统,可实现由DGPS定位、GIS确定的地块施肥量,通过PID算法结合了单片机控制和农业机械,将自动控制理论贯穿于整个系统,实现了机电一体化.单片机AT89C51通过RS232接口将上位机的给定施肥量等级与反馈等级比较得到差值,单片机中的增量PID算法子程序改变占空比,从而调节输出控制电压调节电机的转速来改变无级变速器的传动比,来改变排肥轮的转速,调节施肥量.3.学位论文梁春英变量施肥自动控制系统设计研究2005精准农业是现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新成就的基础上发展起来的一种重要的现代农业生产形式，是一个综合性很强的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。我国化肥施用的突出问题是结构不合理，利用率低。据估计，全国每年因盲目使用浪费化肥约100万吨，折合人民币5亿元。加之由于长期大量施用单质化肥，土壤板结，地下水污染，农产品品质下降，未被作物吸收利用的氮素向大气挥发、向水体淋溶，不仅浪费了资源、增加了农业生产成本。为了减少农业生产中的盲目投入，节约成本，增加产量，提高农资利用率，减少环境污染，阻止生态环境进一步恶化，提出了一种新思想，其含义是按照田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度地优化使用各项农业投入(化肥、农药、水、种子和其它方面的投入量)，以获取最高产量和最大经济效益，同时减少化学物质使用，保护农业生态环境，保护土地等农业资源。其中，变量施肥要求能根据不同地区、不同土壤类型以及土壤中各种养分的盈亏情况，作物类别和产量水平，将N、P、K和多种可促进作物生长的微量元素与有机肥加以科学配方，从而做到有目的施肥，既可减少因过量施肥造成的环境污染和农产品质量下降，又可降低成本，这就要求有科学合理的施肥方式和具有自动控制的精准施肥机械。变量施肥控制系统由Ag132型GPS接收机、400MHZ无线数传接收机、触摸液晶屏工控计算机、变量施肥控制软件、变量控制驱动器、电控无级变速器、6行大豆精密播种机等组成。2002年10月对精准农业示范基地友谊农场五分场二队的二号地土壤采样，共计采样138点，送到黑龙江八一农垦大学检测中心进行土壤化验，化验的结果为变量施肥提供了依据。精准农业技术示范试验基地采用DGPS定位系统，使用自行设计的Ag132型GPS接收机与计算机串行数据通信软件，通过计算机标准串行RS-232接口获得GPS接收机的定位信息，并记录了GPS接收机的定位信息。变量施肥软件完成与DGPS的通信，每隔一秒接收一组DGPS定位信息(经度、纬度、高程)，利用DGPS测量试验地块的坐标，做出地块的形状，将地块划分为网格，对每个网格编号，变量施肥数据库中存放着每个网格的施肥量，当机车行驶某个网格，工控机会找到该网格的施肥量并输出，施肥的变量范围±30％。调速系统由脉宽调制输出电路、位移反馈电路、上下位机通信电路、无级变速机构、执行电机组成。单片机AT89C51通过RS232接口将上位机的给定施肥量等级与反馈等级比较得到差值，单片机中的增量PID算法子程序改变占空比，从而调节输出控制电压调节电机的转速来改变无级变速器的传动比，来改变排肥轮的转速，调节施肥量。采用MATLAB编程，根据对象在临界振荡时响应曲线的参数，利用ZIEGLER-NicholsN.B对PID控制器的参数进行整定，确定所需要的控制器参数。利用MATLAB/Simulink建立系统框图和仿真环境，对无PID控制系统和PID控制系统进行仿真和比较，由响应曲线可以看出PID控制减小了系统的超调量，缩短了调整时间。系统的试验研究分了四个步骤，第一步对系统的硬件电路的调试和单片机程序的调试，包括单片机与外围电路的接口调试；控制信号与电枢电压关系试验；电枢电压与电机转速、反馈级别与传动比关系试验。第二步变量控制系统的变量施肥试验，机车在场上静止，工控机输出不同的施肥级别，用布袋接六个排肥口的施肥，用天平称量，做出施肥级别与施肥量的关系曲线。第三步机车在田间作业时的变量施肥试验，机车在田间行进，工控机输出不同的施肥级别，用布袋接六个排肥口的施肥，用天平称量，做出指令与施肥量的关系曲线，并计算施肥误差。第四步变量施肥网格试验，机车行进到由GPS定位的某一网格时进行施肥试验，数据卡记录下经度、纬度、设定施肥量、施肥级别。通过试验研究得到以下结论：1、本试验研究的变量施肥自动控制系统，可实现由DGPS定位、GIS确定的地块施肥量的控制，该系统结合了单片机控制和农业机械，将自动控制理论贯穿于整个系统，实现了机电一体化。2、变量施肥控制系统控制施肥范围120kg/hm2-226kg/hm2，划分为0-100之间的100级，变量范围是±28.9％。克服了传统施肥方式，一块地施肥比例完全相同，盲目施肥的弊端。3、PID控制提高了系统的型别，使系统从有差系统改进为无差系统，提高了系统的稳态性能指标。PID控制算法缩短了调整时间，减小了超调量，改善了系统的动态性能指标。4、脉宽调制电路的控制电压与电机电枢电压呈线性变化趋势，试验波形比较理想，有时波形会有毛刺，电机电枢电压与电机转速非线性。5、农具场上标定试验中，从施肥指令与电机转速关系可以看出，施肥指令与电枢电压基本上是线性变化趋势，施肥指令与电机转速呈非线性变化规律。4.期刊论文梁玉红.黄晓林.Liang.Yuhong.Huang.Xiaolin基于SA8282的三相逆变电源的研制-微计算机信息2006,22(29)介绍由单片机和SA8282研制的三相逆变电源.给出了系统总体构成和主电路设计,介绍了SPWM产生器SA8282的结构特性和工作原理,SA8282全数字操作、工作方式灵活、频率范围宽、精度高功能强,可实现系统的智能化设计.文中详细介绍了采用单片机AT89C51和SPWM产生器SA8282组成系统控制器的软硬件设计,实现了逆变电源输出电压闭环控制.实验表明,由SA8282为控制芯片的逆变电源结构简单、输出波形好、性能稳定可靠,适合于中、小功率的应用场合.5.学位论文李玲娟多细分二相混合式步进电机驱动器的研制2007论文分析了混合式步进电动机的工作原理和运行特性。采用简化的磁网络模型，推导了建立二相混合式步进电机数学模型的关系式。并对步进电机的多种驱动技术进行了详细的研究，着重分析和论述了正弦脉宽调制细分驱动技术。文中对整个系统的结构、硬件电路设计及驱动软件编程进行了研究和实现，并给出了系统性能实验结果。步进电机的使用离不开步进电机驱动器，驱动器的优劣影响着步进电机的运行性能。传统的驱动方式侧重于使步进电机绕组电流以尽可能短的时间上升到额定值，以提高电机高速运行时的转矩，一般步距角较大，且造成低速运行时的振动和噪声加大。针对此问题，开发出一种新型的基于单片机的多细分二相混合式步进电机驱动器。该驱动器以二相混合式步进电动机的静态和动态运行特性为出发点，主要分为数字控制部分、GAL片逻辑综合信号处理单元、SG3525恒流控制电路、驱动功放电路、过流保护及反馈电路和系统供电电源模块等。采用专用集成芯片和可编程逻辑器件，以8位单片机AT89C51为控制核心，实现恒流控制、正／反转运行、过流保护和多档位细分等功能。在器件选型和软、硬件设计方面兼顾了性能与成本等因素，性价比较高且通用性强。该驱动器样机已完成制作并进行了联调测试，文中给出了测试结果并对所测波形进行了分析。实验结果表明，系统硬件和软件设计合理可行，各项技术指标均达到了设计要求。它与混合式步进电动机配套可以明显地改善步进电动机的运行性能，拓宽其应用领域。本文链接：授权使用：广东海洋大学(gdhydx)，授权号：1e141c70-e694-49be-a207-9e5200d3ef13下载时间：2010年12月20日