基于PWM的直流调速系统的研究

皖西学院本科毕业论文（设计）基于PWM的直流调速系统的研究摘要：本文是基于pwn的直流调速系统，随着当今社会科技的快速发展，我们所做的系统也要随之更加先进和智能。系统主要基于DSPTMS320LF2407来实现对直流电动机的控制，对pwm信号的输入输出与分析，反映在直流电机的正反转和加减速度，接受按键的信号。驱动电路采用单极性H型驱动电路，通过光电传感器来检测速度，又有电流检测电路和保护电路，保护了整个电路的安全，使得整个系统的运作符合了现代要求的智能化、自动化和简单化。直流传动控制采用DSP实现数字化，使系统进入到了一个崭新的阶段，使得直流调速技术得以迅速发展，走向成熟化、完善化。关键词：PWM信号测速发电机PI运算皖西学院本科毕业论文（设计）TheDesignofDirectCurrentMotorspeedRegulationSystemBasedOnPWMAbstract：ThisthesisisthesubjectofPWNbasedDCspeedcontrolsystematpresent,duetothecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,wedohaveadvancedandintelligentsystem.ThesystemismainlybasedontheDSPTMS320LF2407totherealizationofDCmotorcontrol,thePWMsignalinputandoutputanalysis,reflectedintheDCmotor,deceleration,receivingsignalofthekey.ThedrivecircuitadoptsaunipolarHtypedrivingcircuit,thephotoelectricsensortodetectthespeed,andthecurrentdetectingcircuitandaprotectivecircuit,protectthesafetyofthewholecircuit,makingthewholesystemoperationinlinewithmodernrequirementsoftheintelligent,automationandsimplification.DCdrivecontrolusingDSPrealizedigital,allowingthesystemtoenterintoanewstage,theDCspeedregulationtechnologyrapiddevelopment,mature,perfect.（五号、TimesNewRoman）Keywords：PWMsignal,tachogenerator,PIcalculation皖西学院本科毕业论文（设计）目录1.绪论.........................................................................11.1课题研究现状：...........................................................11.2直流调速系统的国内研究概况：.............................................11.3课题研究目的：...........................................................21.4课题研究内容：...........................................................21.5相关的理论...............................................................21.5.1DSP的概念............................................................21.5.2pwm的概念............................................................31.6小结.....................................................................72总体设计方案.................................................................72.1主要设计框架与总体构思...................................................72.2系统内部构造方案.........................................................82.2.1电机驱动模块..........................................................82.2.2控制模块.............................................................112.3TMS320LF2407外围基本电路设计...........................................222.3.1电源电路...........................................................232.3.2时钟电路............................................................232.3.3复位电路.............................................................242.3.4按键电路.............................................................242.3.5显示电路.............................................................262.3.6速度检测电路.........................................................282.3.7电流检测电路.........................................................292.3.9通信单元电路.........................................................302.4小结....................................................................313系统运行方案和软件程序设计..................................................313.1软件介绍................................................................313.1.2软件的基本功能......................................................31皖西学院本科毕业论文（设计）3.2控制程序................................................................323.2.1主程序...............................................................333.2.2系统初始化的子程序.................................................333.2.3产生PWM波程序流程图.................................................343.2.4中断处理子程序.....................................................363.2.5按键显示部分程序流程图...............................................373.3小结....................................................................374致谢........................................................................38参考文献：....................................................................38皖西学院本科毕业论文（设计）第1页1.绪论1.1课题研究现状：从直流调速出现直至到今天,无论从调速器件还是从调速理论都有了长足的进步。从50年代使用己久直流发电机一电动机组简称G-M系统和水银整流装置，到了60年代的晶闸管一电动机调速系统简称V-M系统，使变流技术产生了根本变革。再到了脉宽调制(PulsewidthModulation)变换器的产生，不仅是在经济性和可靠性上提高，而且在技术性能上显示了很大的优越性，使得电气传动完成了一次大飞跃,而且，集成运算放大器和众多电子模块的出现，不断促进控制系统结构变化。随着计算机技术与通信技术发展，数字信号处理器DSP应用到了控制系统,以上技术应用，使系统性能指标大幅度提高，应用的范围不断扩大。由于系统调速的精度高，调速的范围广，所以，在对调速的性能要求较高的场合，一般都用直流电气传动。1.2直流调速系统的国内研究概况：目前，国内的各大专院校、科研单位和一些厂家也在开发直流数字调速装置。张井岗等人提出的直流电动机调速系统内模控制方法。该方法的依据内模控制原理，针对双闭环的直流电动机调速系统设计了一种内模的控制器，取代常规Pl调节器，成功的解决了转速超调问题，能使系统获得优良动态和静态性能，而且设计的方法简单，控制器容易实现。姚勇涛等人提出的直流电动机及系统的参数辨识方法。该方法依据系统或环节输入输出特性，应用最小二乘法，也就是说可获得系统或环节内部参数，所获的参数具有较高精度，方法简便易行。董芳英等人提出来的采用模糊控制方法，对模糊控制理论在小的惯性系统上对其应用进行了尝试,经1.5KW的电机试验证明，模糊控制的理论可以用于直流并励电动机限流起动和恒速运行控制，并获得理想的控制曲线。DSP是数字处理器,抗干扰的能力强,所以数字系统控制精度和可靠性比模拟系统大大的提高。而且通过的系统总线，数字控制系统能和管理计算机、过程计算机与远程电控装置进行信息的交换，实现生产过程分级自动化控制。所以，直流传动控制要采用DSP实现数字化，使系统进入到了一个崭新阶段。皖西学院本科毕业论文（设计）第2页1.3课题研究目的：直流电动机结构和控制方式发生了很大变化。随着计算机的进入控制领域以及新型电力电子功率元件不断出现，使采用全控型开关功率元件进行脉宽(PulseWidthModulation简称PWM)控制的方式已成为了绝对主流。于此同时，随数字信号处理器DSP出现，给直流调速的控制提供了新手段和方法。这种控制的方式很容易在DSP控制上实现，从而为直流电动机的控制数字化提供了契机。1.4课题研究内容：使用基于DSP直流脉宽调制(简称pwm)进行直流电机调速.首先根据目前国内外直流电动机控制发展概况及趋势，了解直流电动机控制策略和直流电动机PWM调压调速的原理。论文要立足于工程的实际应用和调速系统的具体的要求，从脉宽调制理论出发，对主电路和控制的部分各模块的功能和电路运作的实现进行研究，选用的器件