基于89C51单片机的直流电机控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

课题研究的背景：

直流电机是最早出现的电机，也是最早实现调速的电机。随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速启动、制动和反转，满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出来了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求，并且现代化生产规模不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提了更高的要求。

随着近代电力电子技术和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用，单片机成为了直流电机控制系统不可或缺的部分。单片机应用技术的飞速发展促进了自动控制技术的发展，使人类社会步入了自动化时代，单片机应用技术与其他学科领域交叉融合，促进了学科发展和专业更新，引发了新兴交叉学科与技术的不断涌现。现代科学技术的飞速发展，改变了世界，也改变了人类的生活。由于单片机的体积小，重量轻，功能强，抗干扰能力强，控制灵活应用方便，价格低廉等特点，计算机性能的不断提高，单片机的应用也更加广泛，特别是在各种领域的控制自动化的方向。

在实际应用中，电机是把电能转化为机械能的主要设备，因此要求其具有较好的能量转换效率和能够根据生产工艺的要求调整转速。电机调速性能对提高产品质量，提高劳动生产率和节省电能有着决定性的影响。所以，电机调速一直是研究的热点。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

本设计主要研究了利用89c51系列单片机控制pwm信号从而实现对直流电机转速和正反方向进行控制的方法。通过对微处理器输出的一系列数字脉冲宽度进行调制，等效地获得模拟电路所需的波形，从而实现对模拟电路控制。采用pwm技术可以避免传统调速系统模拟电路容易随时间飘移、产生一些不必要的热损耗、以及对噪声敏感等缺点，并且pwm调速系统低速特性好，动态抗干扰能力强的特点。由此来实现直流电机的启动、停止、加速、减速、正转、反转以及速度的动态显示，并且提高了转速显示的精确性。通过速度测量与反馈电路，再次对电机转速进行调节，大幅度的提高了直流电机控制系统的精确性。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

a、查阅资料，了解89c51单片机的pwm技术和直流电机的工作原理。

b、利用89c51系列单片机，通过pwm方式控制直流电机调速和正反转。

c、根据硬件图设计反馈模块，对电机速度进行自动调节。

4. 参考文献

[1] 秦继荣，现代直流伺服控制技术及其系统设计，机械工业出版社，2002

[2] 何立民，单片机应用系统设计 系统配置与接口技术，北京航空航天大学出版社，1990

[3] 孙涵芳，徐爱卿，mcs51/96系列单片机原理及应用，北京航空航天大学出版社，2004

[4] 冯建华，单片机应用系统设计与产品开发，人民邮电出版社，2004

5. 计划与进度安排

（1）2022-01-10～2022-03-10 查阅文献资料，确定毕业设计工作任务，撰写开题报告；

（2）2022-03-11～2022-03-26 翻译外文文献，分析任务目标，确定总体方案；

（3）2022-03-27～2022-04-15 完成控制系统的硬件设计；

（4）2022-04-16～2022-05-06 完成控制系统的控制算法和软件设计；