基于单片机的直流调速系统的设计开题报告

湖南工学院毕业设计(论文)开题报告 题目基于单片机的直流调速系统的设计学生姓名班级学号专业电气工程及其自动化1选题的背景及意义 电机在各行各业发挥着重要的作用,而电机转速是电机重要的性能指标之一,因而测量电机的转速和电机的调速,使它满足人们的各种需要,更显得重要，而且随着科技的发展,PWM调速成为电机调速的新方式。随着科技的发展，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。长期以来，直流电动机因其转速调节比较灵活，方法简单，易于大范围平滑调速，控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。它广泛应用于数控机床、工业机器人等工厂自动化设备中。随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。为此，研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义2. 国内外研究现状及发展趋势 直流电机问世已有一百四十多年的历史。在设计和制造技术上有很大进步, 新材料、新技术的应用以及整流电源的普及, 促进了一般工业用直流电机的不断扩大, 品种的日益繁多。从小至数瓦, 大到万余千瓦, 广泛地用于冶金、矿山、煤炭、起重运输、机床制造、纺织印染等各个部门中, 特别是近几年电子计算技术广泛应用在直流电机设计制造中。从直流电动机的演变历史, 也可以纵观直流电动机的发展历史和动向、从四十年代后期到五十年代的前期, 直流电动机的电源主要是采用M-G电动发电机组,六十年代初, 电动发电机组电源已被水银整流器逐渐代替, 到六十年代后期, 由于可控硅整流装置的出现, 并得到迅速发展, 可控硅整流电源已占统治地位。由于直流电源供电方式的不断更新换代, 特别是在最近的十几年期问, 进一步促使了直流电动机的单机功率、转速不断提高, 目前朝着高速、大功率方向发展。另外, 由于绝缘技术和分析技术的进步, 直流电动机已迅速向小型轻量, 低惯量方面发展。随着各种技术的进步和研究的展开,诸多高质量的直线电机产品和科研成果纷纷出现。1985年,美国Ingersol铣床公司生产了采用永磁同步直线电机的HVM600高速加工中心,最大进给速度达76.2m/min。而在1997年,汉诺威12.EMO展览会上有20多家公司展出了直线电机传动装置,如德国Trumpf公司的激光机床,法国Renault automation公司的加工中心等,展出的直线电机最大速度达150200 m/min。这些被称为最有前途的展品表明,在高速度机床的进给机构中愈来愈多的采用直线电机。新型磁性材料和控制技术、冷却方法的出现,为应用经济高速高动力直线电机创造了条件。由于变频技术的出现，交流调速一直冲击直流调速，但综观全局，尤其是我国在此领域的现状，再加上全数字直流调速系统的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性，直流调速系统仍将处于十分重要地位。对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个方面，而在工业生产中对于后两个要求已能很好地实现，但工程应用中稳速指标却往往不能达到预期的效果，稳速要求即以一定的精度在所需要的转速稳定运行，在各种干扰不允许有过大的转速波动。3研究内容拟解决的主要问题 研究以单片机AT89S52和PWM控制的直流电机脉宽调制调速系统。利用AT89S52芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。系统实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制。需解决的主要问题：1、直流电机调速系统的工作原理。2、基于51内核的单片机开发流程。3、PWM调速原理及方法。 4、LED数码管显示和独立键盘控制技术。5、直流电机的数学建模和PID控制策略6、PID控制直流电机仿真程序及分析4. 研究方法技术路线 1.学习直流电机调速系统的工作原理和对直流电机进行数学建模。 2.掌握基于51内核的单片机开发流程。 3.熟练掌握PWM调速原理及方法。 4.掌握LED数码管显示和独立键盘控制技术。 5.对PID控制及仿真工具MATLAB中的Simulink进行熟悉和掌握应用。 6.对直流电机模型进行PID控制分析。 7.对PID控制的直流电机进行仿真并分析结论。 5. 设计进度安排 具体进度安排：第4周：资料收集，熟悉课题。撰写、提交开题报告第 5 周： 阅读文献，确定系统功能框架，论文骨架搭建第6-7周：各功能部件软件编写和硬件设计，调试。中期检查第8-9周：软件与硬件系统调试，论文记录成果信息第10周：论文修改，文献翻译第11周： 软硬件及系统联合调试完成，论文定稿，准备论文答辩第12周： 完成论文修改，完成毕业设计（论文）答辩第13-14周：论文修改、打印、装订，毕业设计各种材料提交归档6.参考文献1 陈伯时.电力拖动自动控制系统运动控制系统M.北京：机械工业出版社，2011年2 王兆安.电力电子技术M. 北京：机械工业出版社，2009年3杨学昭，王东云.单片机原理、接口技术及应用（含C51）M.西安：西安电子科技大学出版社，2009年4 陈渝光.电气自动控制原理与系统M. 北京：机械工业出版社，2007年7 童诗白.模拟电子技术基础M. 北京：高等教育出版社，2003年 8 康华光.电子技术基础数字部分M. 北京：高等教育出版社，2004年10 王海英，袁丽英，吴勃.控制系统的MATLAB仿真与设计M. 北京： 高等教育出版社，2009年 11 胡寿松.自动控制原理简明教程第二版M.北京：科学出版社，2008年12陈国呈.PWM逆变技术及应用M.北京：中国电力出