單片機技術在直流電機調(diào)速系統(tǒng)中的應用開題報告-陳偉1【完整版】

單片機技術在直流電機調(diào)速系統(tǒng)中的應用開題報告--陳偉1【完整版】(文檔可以直接使用，也可根據(jù)實際需要修訂后使用,可編輯放心下載）

單片機技術在直流電機調(diào)速系統(tǒng)中的應用開題報告--陳偉1【完整版】(文檔可以直接使用，也可根據(jù)實際需要修訂后使用,可編輯放心下載）畢業(yè)設計(論文)開題報告題目：單片機技術在直流電機調(diào)速控制系統(tǒng)中的應用院：電氣信息學院專業(yè)：自動化學生姓名：陳偉學號：200701020336指導教師：沈?qū)W軍2011年4月

開題報告填寫要求1．開題報告〔含“文獻綜述〞〕作為畢業(yè)設計〔論文〕辯論委員會對學生辯論資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計〔論文〕工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標準格式〔可從教務處網(wǎng)頁上下載〕打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。3．“文獻綜述〞應按論文的格式成文，并直接書寫〔或打印〕在本開題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于10篇〔不包括辭典、手冊〕，其中至少應包括1篇外文資料；對于重要的參考文獻應附原件復印件，作為附件裝訂在開題報告的最后。4．統(tǒng)一用A4紙，并裝訂單獨成冊，隨?畢業(yè)設計〔論文〕說明書?等資料裝入文件袋中。

畢業(yè)設計〔論文〕開題報告1．文獻綜述：結(jié)合畢業(yè)設計〔論文〕課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2500字以上的文獻綜述，文后應列出所查閱的文獻資料。文獻綜述引言在電氣時代的今天，電動機一直在現(xiàn)代化的生產(chǎn)和生活中起著十分重要的作用，無論在工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、國防航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、商務與辦公設備，還是在日常生活中的家用電器，都在大量地使用著各式各樣的電動機。據(jù)資料統(tǒng)計，現(xiàn)在有的90%以上的動力源來自于電動機，電動機與人們的生活息息相關，密不可分。隨著現(xiàn)代化步伐的邁進，人們對自動化的需求越來越高，使電動機控制向更復雜的控制開展。[1]二、國內(nèi)外開展概況國內(nèi)開展概況：我國從六十年代初試制成功第一只硅晶閘管以來，晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)開始得到迅速的開展和廣泛的應用。用于中、小功率的0.4～200KW晶閘管直流調(diào)速裝置已作為標準化、系列化通用產(chǎn)品批量生產(chǎn)。[2]目前，全國各大專院校、科研單位和廠家都在進行數(shù)字式直流調(diào)速系統(tǒng)的開發(fā)，提出了許多關于直流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法：〔1〕、直流電動機及直流調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)辯識的方法。該方法據(jù)系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的輸入輸出特性，應用最小二乘法，即可獲得系統(tǒng)環(huán)節(jié)的內(nèi)部參數(shù)。所獲得的參數(shù)具有較高的精度，方法簡便易行。〔2〕、直流電動機調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)模控制方法。該方法依據(jù)內(nèi)模控制原理，針對雙閉環(huán)直流電動機調(diào)速系統(tǒng)設計了一種內(nèi)?？刂破?，取代常規(guī)的PI調(diào)節(jié)器，成功解決了轉(zhuǎn)速超調(diào)問題，能使系統(tǒng)獲得優(yōu)良的動態(tài)和靜態(tài)性能，而且設計方法簡單，控制器容易實現(xiàn)?！?〕、單神經(jīng)元自適應智能控制的方法。該方法針對直流傳動系統(tǒng)的特點，提出了單神經(jīng)元自適應智能控制策略。這種單神經(jīng)元自適應智能控制系統(tǒng)不僅具有良好的靜、動態(tài)性能，而且還具有令人滿意的魯棒性與自適應性?！?〕、模糊控制方法。該方法對模糊控制理論在小慣性系統(tǒng)上對其應用進行了嘗試。經(jīng)1.5kw電機實驗證明，模糊控制理論可以用于直流并勵電動機的限流起動和恒速運行控制，并能獲得理想的控制曲線。國外開展概況：隨著各種微處理器的出現(xiàn)和開展，國外對直流電機的數(shù)字控制調(diào)速系統(tǒng)的研究也在不斷開展和完善，尤其80年代在這方面的研究到達空前的繁榮。大型直流電機的調(diào)速系統(tǒng)一般采用晶閘管整流來實現(xiàn)，為了提高調(diào)速系統(tǒng)的性能，研究工作者對晶閘管觸發(fā)脈沖的控制算法作了大量研究，提出了內(nèi)?？刂扑惴?、I-P控制器取代PI調(diào)節(jié)器的方法、自適應和模糊PID算法等等。目前，國外主要的電氣公司，如瑞典ABB公司，德國西門子公司、AEG公司，日本三菱公司、東芝公司、美國GE公司等，均已開發(fā)出數(shù)字式直流調(diào)裝置，有成熟的系列化、標準化、模版化的應用產(chǎn)品供選用。如西門子公司生產(chǎn)的SIMOREG-K6RA24系列整流裝置為三相交流電源直接供電的全數(shù)字控制裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，用于直流電機電樞和勵磁供電，完成調(diào)速任務。設計電流范圍為15A至1200A，并可通過并聯(lián)SITOR可控硅單元進行擴展。根據(jù)不同的應用場合，可選擇單象限或四象限運行的裝置，裝置本身帶有參數(shù)設定單元，不需要其它任何附加設備便可以完成參數(shù)設定。所有控制調(diào)節(jié)監(jiān)控及附加功能都由微處理器來實現(xiàn)，可選擇給定值和反應值為數(shù)字量或模擬量?？傊S著生產(chǎn)技術的開展，對直流電氣傳動在起制動、正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度、調(diào)速范圍、靜態(tài)特性、動態(tài)響應等方面都提出了更高的要求，這就要求大量使用直流調(diào)速系統(tǒng)。因此人們對直流調(diào)速系統(tǒng)的研究將會更深一步。[3]三、研究內(nèi)容本設計將介紹一種基于單片機的直流電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用兩片AT89S52單片機作為核心控制器，通過紅外對接管組成的自制傳感器對電機轉(zhuǎn)速進行測量。單片機采樣單位時間的電機轉(zhuǎn)速后，通過PID控制算法校正PWM〔脈沖寬度調(diào)制〕控制電機驅(qū)動電路〔H橋〕驅(qū)動直流電動機完成轉(zhuǎn)向和速度的控制。然后由兩個4位數(shù)碼管來顯示直流電機當前的欲設速度和實際轉(zhuǎn)速。對電動機的控制可分為簡單控制和復雜控制兩種，簡單控制是對電動機進行啟動、制動、正反轉(zhuǎn)控制和順序控制，復雜控制是對電動機的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩、電壓、電流等物理量進行控制。本次設計可以作為簡單控制向復雜控制的過度，實現(xiàn)直流電機啟動、制動、正反轉(zhuǎn)控制和順序控制外，還要進行轉(zhuǎn)速控制。為以后復雜控制做為根底學習。四、單片機技術在直流電機調(diào)速系統(tǒng)的應用直流電機運行過程要進行兩種控制，一種是轉(zhuǎn)速控制，也即控制提供應定子線圈的電流；另一種是換相控制，在轉(zhuǎn)子到達指定位置改變定子導通相，實現(xiàn)定子磁場改變，這種控制實際上實現(xiàn)了物理電刷的機制。因此這種電機需要有位置反應機制，比方霍爾元件、光電碼盤，或者利用梯形反電動勢特點進行反電動勢過零檢測等。利用光電編碼器的系統(tǒng)在軟件實現(xiàn)上更方便。電機速度控制也是根據(jù)位置反應信號，計算出轉(zhuǎn)子速度，再利用PI或PID等控制方法，實時調(diào)整PWM占空比等來實現(xiàn)定子電流調(diào)節(jié)。因此，控制芯片要進行較多的計算過程。當然也有專門的直流無刷電機控制芯片；但一般來說，在大多數(shù)應用中，除了電機控制，總還需要做一些其他的控制和通信等事情，所以，最好選用帶PWM，同時又有較強數(shù)學運算功能的芯片。參考文獻[1]楊加國單片機原理與應用及C51程序設計[M].北京：清華大學出版社，2021.3[2]江志紅．51單片機技術與應用系統(tǒng)開發(fā)案列精選[M].北京：清華大學出版社，2021.12[3]王選民智能儀器原理及設計[M].北京:清華大學出版社，2021.7[4]陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)．北京：機械工業(yè)出版社，2000[5]黃連月．單片機控制的無刷直流電動機調(diào)速系統(tǒng)．廣西大學碩士學位論文，2000[6]張波.SG3525A控制的直流電機脈寬調(diào)速裝置.電氣制造，2006年第七期.[7]康華光，鄒壽彬.電子技術根底(數(shù)字局部第四版).北京：高等教育出版社，2004年.[8]三恒星科技.MCS51單片機原理與應用實例.北京：電子工業(yè)出版社，2021年1月.[9]浦龍梅，李私.單片機控制的直流PWM調(diào)速裝置的研究.變頻器世界，2006年3月[10]賈玉瑛，王臣.基于單片機控制的PWM直流調(diào)速系統(tǒng).包頭鋼鐵學院學報，2005年.[11]張曼假設．無刷直流電動機的開展與應用．微電機，1995．23〔1〕[12]孫明迪，張航挺．單片機控制無刷直流電動機速度伺服系統(tǒng)．北京航空航天大學學報，97．23〔4〕[13]高為炳．變結(jié)構(gòu)控制的理論及設計方法．北京：科學出版社，1996[14]傅豐林．模擬電子線路根底[M].西安：西安電子科技大學出版社，2001.1[15]覃春芳．模糊滑模電機調(diào)速系統(tǒng)．廣西大學碩士學位論文，1998[16]陳永校．無傳感器無刷直流位置誤差的分析．微特電機，1999[17]J．R．HendershotJr．TJEMirler．DesignBrushlessPermanent—magnetMotors[M]．MagPhysicsPublishingandClarendonPress·Oxfor,1994[18]文東孫鵬飛C語言程序設計[M].北京：中國人民大學出版社，2021.2[19]王兆安，黃?。娏﹄娮蛹夹g．北京：機械工業(yè)出版社，2000[20]海濤，龍軍．8696單片機原理及應用．重慶：重慶工業(yè)大學出版社，2003[21]丁元杰．單片微機原理及應用．北京：機械工業(yè)出版社，1999．8畢業(yè)設計〔論文〕開題報告２．開題報告：一、課題的目的與意義；二、課題開展現(xiàn)狀和前景展望；三、課題主要內(nèi)容和要求；四、研究方法、步驟和措施開題報告一.選題的目的和意義在電氣時代的今天，電動機一直在現(xiàn)代化的生產(chǎn)和生活中起著十分重要的作用。無論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、國防、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、商務與辦公設備中，還是在日常生活中的家用電器中，都大量地使用著各種各樣的電動機。以前電動機大多使用由模擬電路組成的控制柜進行控制，現(xiàn)在單片機已經(jīng)開始取代模擬電路作為電機控制器。當前電機控制器的開展方向越來越趨于多樣化和復雜化，現(xiàn)有的專用集成電路未必能滿足苛刻的新產(chǎn)品開發(fā)要求，為此可考慮開發(fā)電機的新型單片機控制器。直流電機具有良好的啟動性能和調(diào)速特性，它的特點是啟動轉(zhuǎn)矩大，最大轉(zhuǎn)矩大，能在寬廣的范圍內(nèi)平滑、經(jīng)濟地調(diào)速，轉(zhuǎn)速控制容易，調(diào)速后效率很高。相對于交流電機而言，直流電機的調(diào)速是比擬簡單，而且它的利用價值更高。本系統(tǒng)就是對直流電機調(diào)速的一個闡釋！隨著科技水平的提高，越來越多的直流電機需要它在正常工作的同時，對它的轉(zhuǎn)速也要能夠精確的進行控制，這就要求直流電機的轉(zhuǎn)速不僅要能夠在它允許的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，還要能夠通過系統(tǒng)能夠自動的調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。二.課題開展現(xiàn)狀和前景展望：電動機的控制技術的開展得力于微電子技術、電力電子技術、傳感器技術、永磁材料技術、電動控制技術、微機應用技術的最新開展成果。正是這些技術的進步使電機控制技術在近20多年內(nèi)發(fā)生了翻天覆地的變化，其中電動機的控制局部已由模擬控制逐漸讓位于以單片機為主的微處理器控制，形成數(shù)字和模擬的混合控制系統(tǒng)和純數(shù)字控制的應用，并曾向全數(shù)字化控制方向快速開展。而國外交直流系統(tǒng)數(shù)字化已經(jīng)到達實用階段。三.課題主要內(nèi)容和要求：根據(jù)市場需求和開展趨勢，本設計將介紹一種基于AT89S52單片機的直流電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。首先對直流調(diào)速控制電路進行設計來實現(xiàn)對速度的控制、檢測、顯示；再對直流調(diào)速控制主回路進行設計，其采用了三相橋式全控整流電路；然后進行系統(tǒng)的軟件設計，本課題采用PID控制算法設計；最后進行系統(tǒng)的抗干擾設計，為了防止從電源系統(tǒng)竄入干擾，本系統(tǒng)供電采用隔離變壓器；同時，為了保證信息傳輸?shù)恼_性，在過程通道上采用光禍隔離措施。四.研究方法、步驟和措施當本設計主體思想是通過系統(tǒng)設定信息和測量反應信息計算輸出控制信息，然后通過PID控制算法，控制處理器產(chǎn)生PWM波，改變它的占空比〔主要是控制延時〕。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如下列圖1所示：單片機〔速度的測量計算、輸入單片機〔速度的測量計算、輸入設定及系統(tǒng)控制〕單片機〔PID運算控制器、PWM模擬發(fā)生器〕電機速度采集電路H橋驅(qū)動電路矩陣鍵盤數(shù)碼管顯示圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理根據(jù)設計任務書要對試驗臺進行系統(tǒng)硬件的設計和軟件的設計，最后對系統(tǒng)進行全面的仿真調(diào)試。因此對此次畢業(yè)設計按以下步驟進行1．根據(jù)所做課題，查閱有關資料寫好文獻綜述和開題報告；2．根據(jù)課題內(nèi)容，查閱相關資料，相關課題，確定課題的總體方案；3．系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)設計；4．各模塊程序設計及局部程序調(diào)試；5．對系統(tǒng)的軟硬件進行聯(lián)調(diào)；6．撰寫說明書，整理資料，準備辯論。畢