单片机控制的直流电动机调速系统开题报告

1. 研究目的与意义

直流电动机具有调速特性好、控制简单、效率高、等优点，在工业控制和日常生活中广泛应用。本课题拟设计一个直流电机控制系统，以单片机STC12C5A60S2为控制核心，采用数字PID控制器实现脉冲宽度调制，使电机速度等于设定值。设计单片机控制电路，电机驱动电路，PWM脉冲宽度调制软件程序，完成调速系统各部分电路器件选型，设计制作调试等工作。

2. 国内外研究现状分析

直流电机的出现可追溯到由michaelfaraday所发明的碟型马达，直到1833年，皮克西在电磁力和电磁感应定律的基础上，利用永久磁铁和线圈之间的相对运动和一个换向装置支撑了一台旋转磁极式直流发电机。1886年霍普金斯兄弟确定了磁路的欧姆定律。1891年阿诺特在此基础上建立了直流电枢绕组理论。这些理论的诞生，让直流电机的设计和计算建立在更加科学，精确的基础之上。直到19世纪90年代，直流电机已然拥有了现代直流电机的主要结构特点。

目前国外主要电气公司如瑞典abb公司、德国的西门子公司、aeg公司、日本的三菱公司、东芝公司、美国的ge公司、西屋公司等，均已经开发出多个数字直流调速装置、有成熟的系列化、标准化、模板化的应用产品。

我国从20世纪60年代初试制成功第一只硅晶闸管以来，晶闸管直流调速系统也得到迅速的发展和广泛的应用。目前，晶闸管供电的直流调速系统在我国国民经济各部门得到广泛应用。我国关于直流调速系统的主要研究有：综合性最优控制，补偿pid控制，pid算法优化。随着pwm技术的发展，我国直流电机调速也正向着脉宽调制方向发展。目前我国大部分数字化控制直流调速装置还是依靠进口。但由于进口设备价格昂贵，也给出了国产全数字控制直流调速装置的发展空间，所以国内许多大专院校、科研单位和厂家也都在开发全数字直流调速装置。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

　本论文主要的研究内容就是在对直流电机的调速原理和方法有了一定了解的基础之上，采用pwm脉冲调制控制占空比从而改变电压，实现对直流电动机的控制调速。系统主要是利用单片机的定时器产生pwm脉冲,通过驱动电路进行直流电机调速，键盘操纵电机进行停、转、正反转、加速、减速。另一方面通过测速电路把电机的转速送给单片机在通过液晶显示出来，从而可以直观的控制电机转速。

研究计划：

4. 研究创新点

（1）本装置采用较低成本的器件设计制作，满足速度控制系统的要求，具有较高的性价比。

（2）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。