基于PROTEUS仿真的直流電機控制的設計與實現(xiàn)開題報告

1、百度文庫讓每個人平等地捉升口我湖南工業(yè)大學科技學院畢業(yè)設計（論文）開題報告（2011 屆）教學部：機電信息教學部專業(yè)：電子信息工程學生姓名：唐海雄班級：0701 學號05指導教師姓名:劉劍 職稱教授2011年1月7日題U ：基于PROTEUS仿真的直流電機控制的設訃與實現(xiàn)1. 結(jié)合課題任務情況，查閱文獻資料，撰寫15002000字左右的文獻綜述。（小四號宋體，行距20磅）隨著現(xiàn)代科學技術的不斷更新發(fā)展，電動機技術已經(jīng)頻頻出現(xiàn)在科研，軍事, 教育，工業(yè)，以及人們的日常主活之中。尤其是在現(xiàn)代工業(yè)和家用電器類之中扮 演著越來越重要的角色。在這個電子技術，數(shù)控技術日新月異的時代，我們的電 機控制技術也

2、日趨成熟，變得越來越復雜，越來越精確，越來越易于實現(xiàn)。在H前的實際運用方面，主要出現(xiàn)的有步進電機和直流電機兩大類，它們在 不同的領域中都起著比較核心的作用。本課題著重講述常用直流電動機的控制的 科技與實現(xiàn)。在許多工業(yè)部門，例如大型軋鋼設備.大型精密機床、礦井卷揚機、 市內(nèi)電車、電纜設備要求嚴格線速度一致的地方等，通常都采用直流電動機作為 原動機來拖動工作機械的。直流電動機作為原動機帶動各種生產(chǎn)機械工作，向負 載輸出機械能。在控制系統(tǒng)中，直流電機還有其它的用途，例如測速電機、伺服 電機等。電機調(diào)速問題一直是電子及自動化領域比較重要的問題之一。不同領域?qū)τ?電機的調(diào)速性能有著不同的要求，因此，不同

3、的調(diào)速方法有著不同的應用場合。 直流電機脈沖寬度調(diào)制調(diào)速產(chǎn)生于20世紀70年代中期，最早用于自動跟蹤天 文望遠鏡、自動記錄儀表等的驅(qū)動，后來山于晶體管器件水平的提高及電路技術 的發(fā)展，PWM技術得到了高速發(fā)展，各式各樣的脈寬調(diào)速控制器，脈寬調(diào)速模塊 也應運而生，許多單片機也都有了 FWM輸出功能。隨著數(shù)字化技術發(fā)展，數(shù)字控制技術得到了廣泛而深入的應用。單片機以其 小巧靈活，成本低，功能強大、可鼎性高、易于產(chǎn)品化等優(yōu)點，廣泛地應用在生 活、生產(chǎn)的各個領域。微電子學的迅速發(fā)展和微型計算機的普及與應用，為直流 電動機的應用開辟了廣闊前景，使得以往用硬件電路構(gòu)成的龐大復雜的控制器得 以用軟件實現(xiàn)，既降

4、低了硬件成本乂提高了控制的靈活性，可靠性及多功能性。由單片機作為直流電機的控制器具有以下特點：1、使電路更簡單。模擬電路為了實現(xiàn)控制邏輯需要很多電子元件，使電路復朵。釆用微機處 理后，絕大多數(shù)控制邏輯可通過軟件來實現(xiàn)。2、可以實現(xiàn)復雜的控制。為基礎理山很強的邏輯功能，運算速度快、精度高，與大容量的存儲單元, 因此有能力實現(xiàn)復雜的控制。3、靈活性和適應性微處理得控制方式是山軟件來完成的。如果需要修改控制規(guī)律，一般不必修 改系統(tǒng)的硬件電路，只修改程序即可。在系統(tǒng)調(diào)試和升級時，可以不斷嘗試選擇 最優(yōu)參數(shù)，非常方便。4、無需零點飄逸，控制精度高數(shù)字控制不會出現(xiàn)模擬電路中經(jīng)常岀現(xiàn)的零點漂移問題。無論被控

5、制量的大 小，都可以保證足夠的控制精度。5、可提供人機界面，多機聯(lián)網(wǎng)工作現(xiàn)在普遍采用單片機作為直流電機的控制器。實際上可作為電機控制器的元 件還有很多種，例如工業(yè)控制計算機、可編程控制器、數(shù)字信號處理器。工業(yè)控制計算機科委功能強大，它有極高的速度、強大的運算能力和接口功 能、方便的軟件環(huán)境；但曲于成本太高、體積大，所以只用于大型控制系統(tǒng)。可編程控制器則正好相反，它只能完成邏輯判斷、定時、計數(shù)和簡單的運 算。由于功能太弱，所以它只能用于簡單的電動機控制。單片機介于工業(yè)控制計算機和可編程控制器之間，它有較強的控制功能，低 廉的成本。人們在選擇電動機的控制器時，常常是再先滿足功能的需要的同時， 優(yōu)先

6、選擇成本低的控制器。因此，單片機往往成為優(yōu)先選擇的LI標。從最近的統(tǒng) 計數(shù)字也可以看岀，世界上每年要有25億片各種單片機投入使用。單片機是口 前世界上使用量最大的微機處理器。直流電機具有調(diào)速性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大，易于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速等優(yōu)點， 其調(diào)速控制系統(tǒng)歷來在工業(yè)控制中占有極其重要的地位。隨著電力技術的發(fā)展， 特別是在大功率電力電子器件問世以后，直流電動機拖動將有逐步被交流電動機 拖動取代的趨勢，但在中、小功率的場合，常釆用直流電機，只需對電樞回路進 行控制，相對比較簡單，特別是在高精度位置伺服控制系統(tǒng)、在調(diào)速性能要求高 或要求大轉(zhuǎn)矩的場所，直流電機仍然被廣泛采用。所以，對直流電動機的速度控

7、制，不管是在重要的工業(yè)生產(chǎn)，還是簡單的生 活家電制造中都是具有重要意義的，既能節(jié)約成本，乂能方便快捷而且效率高。 2選題依據(jù)、主要研究內(nèi)容、研究思路及方案。（小四號宋體，行距20磅）選題依據(jù)：隨著全國高校的普遍擴招，在校大學生人數(shù)急劇增加，各大院校特別是理工 院校的實驗設備采購資金以及維護費用也大大提高，本課題從實際出發(fā)，通過計 算機與仿真軟件PROREUS設計一套單片機實驗仿真系統(tǒng)，從而節(jié)約學校的辦學 資金以及提高教學質(zhì)量。本設計是從實際岀發(fā)，通過利用單片機對直流電動機和交流電動機的控制及 各種特性，用PROTEUS仿真軟件對直流電機控制軟硬件仿真調(diào)試而達到所需L1 的。通過本設計，來全面地

8、培養(yǎng)與鍛煉自己綜合運用本專業(yè)知識分析問題和解決 實際問題的能力。在電氣時代的今天，電動機一直在現(xiàn)代化生產(chǎn)和生活中起著十分的重要的作 用。無論是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、教育、交通運輸、國防、醫(yī)療衛(wèi)生、上網(wǎng)與辦公設備， 還是在日常的生活中的家用電器，都大量地使用著各種各樣的電動機。對電動機 的控制可分為簡單控制和復雜控制兩種，簡單控制是只對電動機進行啟動、制動、 正反轉(zhuǎn)控制和順序控制。這類控制可通過繼電器、可編程控制器和開關元件來實 現(xiàn)。復雜控制是只對電動機的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩，電壓、電流等物理量進行控制，而且 有時往往需要非常精確的控制。以前對電動機的簡單控制的應用很多，但是，隨 著現(xiàn)代步伐的邁進，人們對電子自動化

9、的要求越來越高，使電動機的復雜控制逐 漸成為主流。3百度文庫讓每個人平等地捉升口我主要研究內(nèi)容：1、直流電機正反轉(zhuǎn)控制。2、直流電機調(diào)速控制。研究思路及方案：1、在查閱、調(diào)研的基礎上，進行總體理論分析與設計。2、整體方案設計（畫出系統(tǒng)整體設計框圖）。3、硬件設計（畫出單片機、驅(qū)動外圍電路等連接的電路原理圖）。4、根據(jù)碩件設計，編制相應的控制軟件。5、軟件設計（編寫相關程序）。6、采用PROTEUS軟件完成直流電機控制軟硬件仿真調(diào)試。3.工作進度及具體安排。（小四號宋體，行距20磅）2010年下學期17-19 周2011年上學期查閱與課題相關資料完成開題報告及任務書。14周5周512 周10周13-15 周15周15-16 周學生畢業(yè)實習。填寫畢業(yè)實習報告，交畢業(yè)實習報告、畢業(yè)實習日記。 系統(tǒng)設計、模塊設計，詳細設計與實現(xiàn)。畢業(yè)設計中期工作檢查。書寫畢業(yè)論文，并在15周上交原文及譯文。上交畢業(yè)設計文檔（包括電子版）。學生準備畢業(yè)答