直流电机调速及特性测试装置的研究及设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着时代发展，微电子技术已经日趋成熟，微型机功能不断增加，计算机控制技术和电力电子技术不断地被完善，全数字直流调速装置成功普及到我们国家很多工业产业部门，包括轧钢、海洋钻探、纺织、矿山采掘、造纸等需要高性能可控电力拖动的场合。因此，直流电机调速装置在我们生产生活中日趋重要，对其进行研究和测试对于其质量的提高乃至企业竞争力的提升有着至关重要的作用。

2. 国内外研究现状分析

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。上个世纪80年代,美国Ingersol铣床公司生产了采用永磁同步直流电机的HVM600高速加工中心,最大进给速度达76.2m/min。而在近期,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150～200 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。

我国在电机调速系统的水平还远落后于于发达国家，在电机调速的很多装备方面都还不够成熟。全数字化调速系统在国内并没有得到广泛的应用。目前，国内各大专院校、科研单位和厂家也都在开发数字直流调速装置。因此国内调速系统的研究也非常活跃，但很多电机调速的市场还是被国外公司所占据。国家也相当支持这一产业的发展与研究，所以电机调速系统在我国将有非常巨大的市场需求

3. 研究的基本内容与计划

本系统以msp430单片机为核心，用pwm实现直流电机调速，并介绍pwm的基本原理和占空比调节的方法，以小直流电机为控制对象，可以实现电机的制动，正反转，速度调节。要求通过单片机外围的键盘按键实现速度、转向调节，并在lcd上实时显示相关参数。

主要完成以下工作：

1. 掌握直流电机调速控制器电路工作原理和控制方法。

4. 研究创新点

本文主要研究了利用MSP430系列单片机，通过PWM方式控制直流电机调速的方法。PWM控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限，结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。本文就是利用这种控制方式来改变电压的占空比实现直流电机速度的控制。文章中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，然后通过放大来驱动电机。利用直流测速发电机测得电机速度，经过滤波电路得到直流电压信号，把电压信号输入给A/D转换芯片最后反馈给单片机，在内部进行PI运算，输出控制量完成闭环控制，实现电机的调速控制。