第 卷第 期
年 月
山 东 建 材 学 院 学 报
【 〕 第 页
文章编号 一 一
基于单片机的直流伺服电机转速控制实验系统
朱惠明‘ , 张爱武‘ , 高洪 霞
山东工业大学计算机
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
系 电力工程学院 , 山东 济南
摘 要 介绍了一种墓于单片机 的直流伺服 电机转速控制
实验装里 , 论述了其硬件组成原理和软件设计思想 。 通过实
践证 明 , 该装置是学生进行课程设计
、
掌握革片机应用技术
的一种切实可行的实验教学设备 。
关键词 单片机 直流伺服 电机 实验装置
中图分类号 文献标识码
近年来 , 随着科技的飞速发展 , 单片机的应用正
在不断地走 向深入 。在仪器仪表 、 家用电器和专用装
备的智能化以及过程控制等方面 , 单片机都扮演着
越来越重要的角色 。作为高等工科院校 , 将单片机的
应用引入实验教学必将对微电子控制技术的研究与
实践注入强大活力 。 我们研制的直流伺服电机控制
实验装置即以单片机作为核心部件 , 它可完成对直
流伺服电机转速 、 方向
、
行程的闭环控制 。 本文重点
论述该实验装置的硬件组成 , 软件设计以及控制方
案的实施 。
系统硬件组成
本系统 由 一 机
、 一 单片机开发系
统 、模拟控制板 、 脉宽调制控制板 以及带齿片
和光电传感器的直流伺服电动机等组成 。 其各部分
主要功能如图 所示 。
·
以 一 机作为本系统的辅助机
为了便于对单片机进行有效的开发 , 通过
串行接 口直接与 一 机相连 , 使单片开发
机能充分利 用 一 的 、 磁盘 、 打印机和各
种软硬件资源 。 可同时在 一 机上进行编辑程
序一交叉汇编一屏幕模拟调试 , 最后通过 串行通讯
软件将目标程序传输到单片开发机上 , 从而极大地
方便了程序的调试 。
一 单片开发机
通过一条 芯仿真插头使该单片开发机与直
流伺服电机控制板相连 , 系统在总线控制器的作用
一
计计算机机
一 控制
电路
模拟电路李宁答案12数字电路仿真实验电路与电子学第1章单片机复位电路图组合逻辑电路课后答案
路
单单片开发机机机机机机机机
模模模模模模模模模拟控控
制制制制制电路路
光光光光光光光光
电电电电电电电电电电电电
传传传传
一
直流伺服电机机
感感感感感感感感感感感感
器器器
图 直流伺服电机转速控制系统框图
收稿 日期 一 一
第一作者简介 女 , 年生 , 讲师
下 , 使 在监控状态和用户状态之间切换
。 实验
程序有单步断点 、连续运行方式 , 包括 , ,
, 和串行 口的中断服务程序 。
模拟控制板
该板由 数模转换器 、译码 电路 、 中
断信号整形电路 、 运算放大器电路及三极管驱动电
路组成 。 译码电路完成对 的片选 , 芯
片完成数字量到模拟量的转换 。 四运放芯片 ,
前两级运放构成双极性输 出 , 其输出正 、 负由单片机
输 出的代码决定 , 即 一 。输出为正 , 一 输出
为负 , 由此驱动电机正
、反转 。 第三级运放为电压放
大 , 将士 放大到士 , 运放后面跟着两级功放 ,
为射级跟随器输出形式 。
·
脉宽调制控制板
该板 由 光电隔离 、 中断信号整形 、 电
机转向控制以及功放驱动电路组成 。 采用脉宽调制
控制 电机的转速 , 首先要确定采样周期和定时脉冲
周期以及它们之间的关系 , 然后决定调节方式 。
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山 东 建 材 学 院 学 报 第 卷
直流伺服电动机
直流伺服电动机在 自动控制系统中常用作执行
元件 , 对它的要求是要有下垂的机械特性 、 线性的调
节特性和对控制信号能作出快速反应 。 该系统采用
的是电磁式直流伺服电动机 , 其型号为 型 ,
其转速 的计算公式如下
一 中 一 。 一 。 中
式中 为转速 必 为磁通 为 电枢反 电势 为
外加电压 , 凡 为电枢电流和 电阻
。
系统软件设计
软件设计思想
在 自动控制系统中 , 数字 控制是采用最广
泛的一种控制方法 。 由于电机转速与电枢外加电压
的大小基本上成正比 , 这就构成了 调节的基
础 。 调节的闭环控制框图如图 所示 。
累加
单元
初级会计实务单元训练题天津单元检测卷六年级下册数学单元教学设计框架单元教学设计的基本步骤主题单元教学设计
一匹因
匡示转速 〕
图 系统闭环控制框图
图中 从为转速设定值 , 为采样值 , 。 为偏差 ,
调节器控制规律的差分方程为
模拟量控制
首先要将输出量 根据设定的转向变为补码形
式 , 然后经 变换芯片完成双向数模转换 , 最后
经功率放大驱动伺服电机
。
软件的组成
该系统软件由主控程序模块和 个子程序模块
组成 。 系统程序
流程
快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计
图所图 所示 。
主技程序
主程序的功能主要是进行初始化工作 , 并构造
一个显示段 。
书断服务程序
每隔 进入该中断服务程序 , 根据采样结果
对 电机进行控制 。 每隔 控制用 或
模拟控制用 调用采样和 调节控制子程
序并更新显示缓冲区 。
显示子程序
该模块将放于数据显示缓冲区中的 码 , 变
成七段字形码送显示器 。
采样和 调节控制葬法子程序
该模块的功能是将电机转速的采样值与设定值
进行 比较 , 求出偏差 。 , 再乘以比例系数 , 加到累加
单元中 。
更新显示缓冲区子程序
根据转速的计算公式 , 求出电机转速并转换成
码送入显示缓冲区 。
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在 参数整 定过 程 中 , 以整定 比例系数为
主 , , 主要影响响应速度 , , 越大 , 响应越快 , 但太
大会引起较大的超调和振荡 , 甚至产生不稳定 。积分
时常数 界 主要影响静态精度 , 可消除静差
。 微分调
节的加入有助于减小超调 , 克服振荡 , 使系统趋于稳
定
。
由于要分别完成 调节和模拟量调节两种
方式的闭环控制实验 , 所以控制程序要分别考虑 。
关于 控制
在直流电机 调速系统中 , 我们采用的是
双极式 型可逆 变换器 , 通过调节正 、 负脉
冲的宽窄来控制电机的正 、 反转 , 以改变脉冲信号的
占空比来控制加在电机电枢上 电压的平均值 , 实现
对直流电机的调速控制 。 电机转速信号由光电传感
器检测 , 经光电隔离输入到单片机的 口 。 。 作定
时器 , 作转速计数
。
开 始 】
今
陈统初始化
输出控制
图 系统程序流程框图
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第 期 朱惠明
, 等 基干单片机的直流伺服电机转速控制实验系统
双字节整数二翻十子程序
为适应人们读数 习惯 , 把二进制数转化为松散
的十进制数 , 以便于显示
。
结束语
基于单片机的直流伺服 电机转速控制实验装
置 , 给出了单片机应用的软硬件实现方案 , 它具有简
单易行 、 开发方便等优点 , 为工科院校计算机专业的
学生综合运用计算机软硬件知识开辟了一条途径 。
而
, , 一 ‘ ,
·
,
,
〔参考文献 〕
﹄、沙︸尹﹄‘
〔 〕
张洪润 单片机应用技术
教程
人力资源管理pdf成真迷上我教程下载西门子数控教程protel99se入门教程fi6130z安装使用教程
〔 〕 北京 清华大学出版社
黄一夫 微型计算机控制技术 〔 〕 北京 机械工业出版社
,
何立民 一 系列单片机应用系统设计 〔 〕 北京 航空
航天大学出版社
, 叶 而
二
记 即
沐
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·
江 二
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〔参考文献 〕
〔 〕
〔 〕
·
〔 〕
·
阵 团 叮
叫 〔 〕
,
王联
,
杜雪堂 型积分微分方程解的稳定性与有界性
口〕 应用数学学报
,
王慕秋
,
王联 杜雪堂 关于 型积分微方程的稳定性
口〕 应用数学学报
王联 王慕秋 非线性常微分方程定性分析 〔 〕 哈尔滨 哈尔
滨工业大学出版社
裘卓明
,
葛钟美
,
于秀源 研究生入学考试指导 —数学分析
〔 〕 山东科技出版社
氏哪
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山闭
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