一種基于飛思卡爾單片機(jī)的直流電機(jī)恒速控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種嵌入式電機(jī)控制系統(tǒng)，特別涉及一種利用單片機(jī)進(jìn)行直流電 機(jī)的恒速控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)的工作母機(jī)，大至冶金企業(yè)使用的 高達(dá)上萬(wàn)千瓦的電動(dòng)機(jī)，小到小功率電動(dòng)機(jī)、乃至幾瓦的微電動(dòng)機(jī)。在各類動(dòng)力機(jī)械中，電 動(dòng)機(jī)的容量已經(jīng)超過(guò)總?cè)萘康?0%。在電力工業(yè)中，發(fā)電機(jī)是生產(chǎn)電能的主要設(shè)備；在機(jī) 械、冶金、紡織、煤炭、石油、化工、交通運(yùn)輸和家用電器等行業(yè)中，電動(dòng)機(jī)是各種生產(chǎn)機(jī)械的 主要?jiǎng)恿υO(shè)備；在國(guó)防和民用的各種自動(dòng)控制系統(tǒng)中，控制電機(jī)是重要的不可缺少的元件。 因此，電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中起著極其重要的作用。
[0003] 電動(dòng)機(jī)根據(jù)其使用交流電或者是直流電的不同，可以分為直流電機(jī)和交流電機(jī)兩 大類。由于交流電在遠(yuǎn)距離輸送過(guò)程中較直流電明顯的優(yōu)勢(shì)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ?活中多使用交流電，致使交流電機(jī)的數(shù)量較直流電機(jī)要多得多，其中大部分電量也是通過(guò) 交流電動(dòng)機(jī)加以利用的。但直流電機(jī)憑借其優(yōu)良的起制動(dòng)特性，靜態(tài)特性線性，調(diào)速范圍大 且平滑，精度高等特點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中仍占有重要的地位。對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的控制方法進(jìn)行研 究，對(duì)于控制精度提商，響應(yīng)速度的加快以及節(jié)約能源等都有巨大的顯不意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了提供一種針對(duì)直流電機(jī)的嵌入式控制系統(tǒng)和測(cè)量方法，以提 高電機(jī)的控制精度和響應(yīng)速度。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種基于飛思卡爾單片機(jī)的直流電機(jī)恒速控制系統(tǒng)，其組成包括主控芯片、反饋 元件、直流力矩電動(dòng)機(jī)、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)、信號(hào)調(diào)理電路，其中主控芯片通過(guò)對(duì)設(shè)定轉(zhuǎn)速與 實(shí)際轉(zhuǎn)速做比較，經(jīng)PID算法后，由主控芯片的PWM發(fā)生器模塊，發(fā)出PWM波對(duì)直流電機(jī)進(jìn) 行控制，完成直流電機(jī)的恒速控制。
[0007] 所述的一種基于飛思卡爾單片機(jī)的直流電機(jī)恒速控制系統(tǒng)，其特征在于直流電機(jī) 恒速控制系統(tǒng)軟件部分主要由下位機(jī)部分和上位機(jī)部分組成。
[0008] 所述的一種基于飛思卡爾單片機(jī)的直流電機(jī)恒速控制系統(tǒng)，其特征在于直流電機(jī) 恒速控制系統(tǒng)中，閉環(huán)部分主要使用了 PID增量式算法。
[0009] A u (k) =u (k) -u (k~l)
[0010] =KP [e (k)-e (k-1) ] +Kje (k) +KD [e (k)-2e (k-1) +e (k-2)]
[0011] 式中，KP稱為比例增益；稱為積分系數(shù)；KD=K PTD/T稱為微分系數(shù)。
[0012] 對(duì)直流力矩電動(dòng)機(jī)進(jìn)行建模，將其視為一階慣性環(huán)節(jié)，通過(guò)階躍響應(yīng)法容易得到 其傳遞函數(shù)為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于飛思卡爾單片機(jī)的直流電機(jī)恒速控制系統(tǒng)，其組成包括主控芯片、反饋元 件、直流力矩電動(dòng)機(jī)、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)、信號(hào)調(diào)理電路，其中主控芯片通過(guò)對(duì)設(shè)定轉(zhuǎn)速與實(shí) 際轉(zhuǎn)速做比較，經(jīng)PID算法后，由主控芯片的PWM發(fā)生器模塊，發(fā)出PWM波對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行 控制，完成直流電機(jī)的恒速控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于飛思卡爾單片機(jī)的直流電機(jī)恒速控制系統(tǒng)，其特征 在于直流電機(jī)恒速控制系統(tǒng)軟件部分主要由下位機(jī)部分和上位機(jī)部分組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于飛思卡爾單片機(jī)的直流電機(jī)恒速控制系統(tǒng)，其特征 在于直流電機(jī)恒速控制系統(tǒng)中，閉環(huán)部分主要使用了 PID增量式算法。 Δ u (k) =u (k) -U (k-1) =Kp [e (k)-e (k-I) ] +Kxe (k) +Kd [e (k)-2e (k-I) +e (k-2)] 式中，Kp稱為比例增益；稱為積分系數(shù)；KD=KPTD/T稱為微分系數(shù)。 對(duì)直流力矩電動(dòng)機(jī)進(jìn)行建模，將其視為一階慣性環(huán)節(jié)，通過(guò)階躍響應(yīng)法容易得到其傳 遞函數(shù)為
【專利摘要】一種基于飛思卡爾單片機(jī)的直流電機(jī)恒速控制系統(tǒng)，其組成包括主控芯片、反饋元件、直流力矩電動(dòng)機(jī)、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)、信號(hào)調(diào)理電路，其中主控芯片通過(guò)對(duì)設(shè)定轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速做比較，經(jīng)PID算法后，由主控芯片的PWM發(fā)生器模塊，發(fā)出PWM波對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行控制，完成直流電機(jī)的恒速控制，直流力矩電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成線性比例的電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路供單片機(jī)采集，主控芯片通過(guò)對(duì)設(shè)定轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速做比較，經(jīng)PID算法后，由主控芯片的PWM發(fā)生器模塊，發(fā)出PWM波對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行控制，完成直流電機(jī)的恒速控制，同時(shí)將設(shè)定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速送往數(shù)碼管進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
【IPC分類】H02P7-06
【公開號(hào)】CN104682790
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310616096
【發(fā)明人】李冠一, 王濱
【申請(qǐng)人】哈爾濱功成科技創(chuàng)業(yè)投資有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年11月27日