直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告

1、 TOC o 1-5 h z 目錄1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 一、課設(shè)任務(wù)21.1設(shè)計(jì)內(nèi)容2 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1.2具體要求21.3程序調(diào)試建議2 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 二、系統(tǒng)方案3 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 三、硬件設(shè)計(jì)33.1數(shù)碼管顯示和行列式鍵盤電路43.2數(shù)模變換電路53.3直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路63.4片選譯碼電路7 HYPERLINK l b

2、ookmark44 o Current Document 3.5 RAM 電路7四、軟件設(shè)計(jì)8五、調(diào)試及結(jié)果19六、心得體會(huì)19 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 七、參考文獻(xiàn)20 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 八、附錄20直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告一、課設(shè)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容：以實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)裝置為設(shè)計(jì)對(duì)象，從中選擇出合適的部分，構(gòu)成一個(gè)直流電機(jī)恒轉(zhuǎn)速 控制系統(tǒng)，具有如下功能：1、可以通過按鍵設(shè)定直流電機(jī)轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分鐘，r/min）；2、可以實(shí)時(shí)顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速，同時(shí)顯示設(shè)定值（各用三位顯示）

3、；3、運(yùn)行過程中改變負(fù)載可以維持設(shè)定的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后保持不變。（穩(wěn)態(tài)誤差小于等于 設(shè)定值的5%）4、開始時(shí)只顯示設(shè)定值，采集值顯示為0，按運(yùn)行鍵后顯示實(shí)時(shí)采集值與設(shè)定值， 左邊三位是設(shè)定值，右邊三位是實(shí)時(shí)值；5、設(shè)置停止運(yùn)行鍵，控制直流電機(jī)停止運(yùn)行；6、其它擴(kuò)展發(fā)揮功能。1.2具體要求：1、根據(jù)功能要求從實(shí)驗(yàn)裝置上選擇合適電路構(gòu)成系統(tǒng)，用protel軟件畫出原理圖 與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，分析系統(tǒng)工作過程；2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置具體情況確定接線方法，從而確定各端口的口地址（D/A、鍵盤、顯示等）;3、采用PID算法作為恒轉(zhuǎn)速控制算法，對(duì)PID算法加以分析說明；4、按照系統(tǒng)工作過程要求編制程序，畫出流程圖與編寫

4、具體程序；5、調(diào)試運(yùn)行，記錄運(yùn)行結(jié)果；6、書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，符合學(xué)院有關(guān)課程報(bào)告的要求1.3程序調(diào)試建議：1、先通過簡(jiǎn)單程序驗(yàn)證硬件工作正常（D/A輸出，帶負(fù)載能力，顯示器正常等等）; 不正常時(shí)及時(shí)與實(shí)驗(yàn)室老師聯(lián)系更換器件。2、調(diào)試測(cè)速顯示子程序；3、調(diào)試參數(shù)設(shè)置程序；4、調(diào)試控制算法程序；5、調(diào)試綜合程序二、系統(tǒng)方案直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或 快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。采用PID調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速單環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 可以在保證穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)采集進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，使單片機(jī)送出脈沖來控制觸發(fā)器，控制電路輸出， 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)

5、工作，再由檢測(cè)電路帶回實(shí)際轉(zhuǎn)速給單片機(jī)，讓單片機(jī)根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)速和給定 的轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，放大及PID運(yùn)算等操作，從而控制整流電路a角的大小，進(jìn)而改變電機(jī)電樞電壓的大小，達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。三、硬件設(shè)計(jì)3.1數(shù)碼管顯示和行列式鍵盤電路OUT B(TEFT7CLKiddr:0 xDD2hEUL3D 74LSOOriRB7A7蹈B5心A3Ju2AlMiDIE.B7A7BBA6B5A5B4A4B9A3B2A2ElALBOAl：l./E3B VLU13A7+LWIJ3 OUTJJTEU3EKlswWTSTasrm3 /044*1RLAX-7-1 1甘Li目LiLJSE數(shù)碼管顯示和行列式鍵盤電路圖數(shù)模變

6、換電路圖3.3直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路:直流電棚區(qū)動(dòng)電路圖3.4片選譯碼電路：4HC158CS113CSJ12CS311C$410CS5勺CJ 7C8-片選譯碼電路圖3.5 RAM 電路：RAM電路圖四、軟件設(shè)計(jì)精品文檔可編輯主程序流程圖程序：/*顯示程序流程圖*課程設(shè)計(jì)pid直流電機(jī)調(diào)速*#include /*地 址定義大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大 /中緋耳 IZXQ 6270 沖0 6xo jXQ x。蜘0 護(hù)070X0 PZ/o P9X0 99X0 知X。響。go，瘁。) = dVIAIQ31 JeqD peuBisun epoD曄音易跑出畿工音 /-uei

7、aBlngaBl JeqD peuBisun9 U9-|Q3-| euipp#：O邨辿 peuBisun：0=1VAriFVAId0l=1VAd 辿 peuBisun身串移DQd 導(dǎo)曜驅(qū)虱劫 /STJPnOuDEdOu：出0=DE 叫 peuBisunva /-0=inOA iui peuBisun CS/串睥訴期 VCI / -0006X0 一擋一乙80SD 北叩 peuBisun eepx口停母前 /，00泌0 一1廠 DBSinO JeqD peuBisun eepx口停母目：乙008X0 一1廠 ngino町。peuBisun eepxY翼器畿 /-008X0 一1廠 NI JeqD

8、peuBisun eepxcode unsigned char KeyTab-n (0X16、0X15、0X14、oxff、0X13、0X12、0X11、0X10、oxod、oxoc、oxob、oxoa、oxop0X03、0X06、0X09、oxof、0X02、0X05、0X08、0X0。、0X01、0X04、0X07* fssffi *void De-ay(unsigned charcNT)unsigned chari; wh=e (CNTIT。) forTl。二I70V-我void5sp-ayLED()unsigned char Lunsigned char Pos;unsigned ch

9、ar LED;Pos = 0 x20;/從左邊開始顯示for (i = 0; i = 1;/顯示下一位*鍵閉合程序 *unsigned char TestKey()OUTBIT = 0;/輸出線置為0return (IN & 0 x0f);/讀入鍵狀態(tài)(高四位不用)/*kkkkkkkkkkkkk得鍵值程序大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大unsigned char GetKey()5 char Pos;unsigned char i;Iunsigned char k;i = 6;Pos = 0 x20;do OUTBIT = Pos;Pos = 1;k

10、= IN & 0 x0f; while (-i != 0) & (k = 0);if (k != 0) i *= 4;if (k & 2)i += 1;else if (k & 4)i += 2;else if (k & 8)i += 3;OUTBIT = 1;do Delay(10);while (TestKey(); / 等鍵釋放return(KeyTablei); / 取出鍵碼else return(0 xff);/*速 度設(shè)定程序大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大void speedset()( unsigned char i=0,j=0,k=0,s,KEY,m;unsi

11、gned char b=0,c=0;LEDBuf0 = LEDMAP0;LEDBuf1 = LEDMAP0;LEDBuf2 =LEDMAP0;LEDBuf3 = LEDMAP0;LEDBuf =LEDMAP0;LEDBuf5 = LEDMAP0;S燮(+EoaUJ1e一dsQ)(。卻沱)ZM 姬S米甌豎Rg你、s+H*aUJ_lnencaaUJ_l 迪骰愚回棋隔w、/=MIJdvlAlaIJJ_lnSMnsaUJloHlu 右曼 f+EocmldsQ)oI-LE)ZM(削型ffiEw、/oOXOHgnoaaLUlOHE I) 藏3罄我拶 d二 (OTlng蘭 q/vfor(OI%AUJl) H

12、q )on.!Lw迪眼世a、sMnoaaLUln $+與oaaLUl骰愁世堅(jiān)歸IIlw/、UJIJdvlAlaIJJ_ln UJMnoaaLUl履 nA/ )簌怔 6。、骰愁(6n vwgBon 人 w)w40X063S nW0業(yè)蒼0ns()業(yè)3oaLU105_dsQoHluoaLU1溢一dsQ 以睞回凹&假怒削 UJR、=O.!L(*.!LWf+7(Lr+q 出任&1次山|) Hu ) (In.!Lw昌。；31 sn。苗偎、/ -sn。； 0H1 宿堡堞柵招即、 NHaolAIl) ()MUI po m*vp汝盡鑫在g坦(n*盥切CTJ曲4C4C4C4C4C4C-K-K #二 舊游轍理sn。

13、、=sr!006w pU9SUPI (君9)篇孵回gsn。 一一 (。9*) Sri。- u%p# *snooCN螂七皿nwgs 4C4C4C4C4C4C4C4C4C4C4C4C *二/*定時(shí)器0中斷子程序，計(jì)時(shí)*ET0=1;開定時(shí)器中斷IT0=1;/外部中斷下降沿觸發(fā)EX0=1;開外部中斷TR0=1;開定時(shí)器0EA=1;開總中斷void T0Int() interrupt 1(C200us+;/外部中斷測(cè)速子程序int TDC=0; 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)周期寄存器void ExtInt0() interrupt 0TDC=C200us; / 參數(shù)傳遞C200us = 0; 定時(shí)器計(jì)數(shù)變量清零FDC =

14、5000/TDC;DFDC = FDC*60; /實(shí)際周期換算/*轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)節(jié)程序*void PIDTiaoSu()if(FREFFDC) ERROR二FREF-FDC;IVAL=IVAL+ERROR/8;if(IVAL=0Xf5)IVAL=0Xf5;uctrl二PVAL*ERROR+PIVAL*IVAL;VOUT=uctrl;if(VOUT0 xf0)VOUT=0 xf0;if(VOUT0 x80)VOUT=0 x80;if(FREF=0XF5) IVAL=0XF5;uctrl = -PVAL*ERROR+PIVAL*IVAL;VOUT=uctrl;if(VOUT0 x8f)VOUT=0 x

15、80;LEDBuf2 = LEDMAPDFDC/1000; 實(shí)際轉(zhuǎn)速千位；LEDBuf3 = LEDMAPDFDC%1000/100; 實(shí)際轉(zhuǎn)速百位;LEDBuf=LEDMAPDFDC%100/10; 實(shí)際轉(zhuǎn)速十位;LEDBuf5 = LEDMAPDFDC%10; 實(shí)際轉(zhuǎn)速個(gè)位；DisplayLED(); void main()/*kkkkkkkkkkkk主程序*( unsigned char KEY,i,s;for(i=0;i = 5;i + +)LEDBufi = LEDMAP0;/初始值顯示 0 ；while(1) DisplayLED();if(TestKey() s=getkey()

16、;KEY= s & 0 x0f;CS0832=0X80;Delay ；while(KEY! = 14)運(yùn)行時(shí)按E停止鍵；s=getkey();KEY= s & 0 x0f;DisplayLED();CS0832二VOUT;PIDTiaoSu();while(KEY= = 14)/E 鍵停止; for(i=2;i = 5;i + +)LEDBufi = LEDMAP0;CS0832=0;s=getkey();KEY= s & 0 x0f;DisplayLED();if(KEY= = 12) speedset(); /C 鍵設(shè)置速度值；五、調(diào)試及結(jié)果正確連接硬件電路，打開偉福編譯程序，將編寫好的程

17、序調(diào)出，設(shè)置偉福實(shí)驗(yàn)裝置， 點(diǎn)擊編譯、運(yùn)行。按下設(shè)置鍵C，數(shù)碼管顯示000000，然后按鍵盤上的數(shù)字，設(shè)置電機(jī) 速度，如按下32,顯示結(jié)果250000，點(diǎn)擊A鍵確定，點(diǎn)擊啟動(dòng)鍵D，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，后四 位顯示電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，顯示結(jié)果321940 (理論值應(yīng)是1920，允許有5%的誤差)。E鍵 停止運(yùn)行。如果想在設(shè)置其他值，點(diǎn)擊C，設(shè)置新的轉(zhuǎn)速，如果想讓電機(jī)停轉(zhuǎn)，點(diǎn)擊停 止鍵E，并且重新設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速。運(yùn)行過程中，如設(shè)置新的轉(zhuǎn)速30，運(yùn)行結(jié)果為301800。 但是在程序的編寫過程中，由于設(shè)置了電機(jī)啟動(dòng)電壓的上下限，故實(shí)際測(cè)得的電機(jī)轉(zhuǎn)速 有一定的范圍值，為(2245)r/s。超過這個(gè)范圍，實(shí)際測(cè)得的電機(jī)轉(zhuǎn)速

18、誤差很大。六、心得體會(huì)通過這次期兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞, 看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。這次的課設(shè)我感覺收獲很大，雖然遇到了很多困難，但還是被我們一一解決了, 它不單是要求你單純地完成一個(gè)題目，而是要求你對(duì)所學(xué)的知識(shí)都要弄懂，并且能將其 貫穿起來，綜合性比較強(qiáng)。首先要把設(shè)計(jì)任務(wù)搞清，不能盲目的去做，如果連任務(wù)都不清楚從何做起呢，接 下來是我們兩人一組，然后找相關(guān)的資料，將有用的整理出來。這次的課設(shè)我感覺最不 好做的還是程序的編程，它需要把所有的電路硬件圖以及連線都非常清楚，并根據(jù)這些 編寫相應(yīng)的程序，最后把這些程序整合到一起進(jìn)行調(diào)試。在完成這次課設(shè)的同時(shí)，我們也把前邊學(xué)過的和其有關(guān)的課程復(fù)習(xí)了一遍，把以 前沒有弄懂得問題也搞清楚了。總之，這次課設(shè)帶給我的收獲是沒有預(yù)料的，當(dāng)你解決 一個(gè)問題后，你會(huì)有一種成就感，那種心情是無法比擬的。這次課設(shè)我體會(huì)到不僅要掌握書本上的基本內(nèi)容，還要靈活思考，善于變換，這 樣才能找到最優(yōu)設(shè)計(jì)。只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐、再學(xué)習(xí)、