拖动系统课程设计

报告书

题目：

专业：

姓名：

学号：

指导教师：

浙江理工大学拖动系统课程设计

任务书

课题名称：开环控制的PWM直流调速系统设计与实现

课程设计任务：

1、查找文献，掌握直流电动机PWM调速的基本工作原理；

2、设计直流电动机开环调速系统，建立系统模型并进行仿真试验； 3、设计并调试基于51单片机的H桥驱动控制电路； 4、设计速度调节器算法，对开环系统进行负载试验；

课程设计要求：

1、能独立设置电机速度（按键设置或滑动变阻器设置或上位机设置）； 2、能显示当前电机的实际速度（单位为：r/min）; 3、能控制电机启动、停止、正反转、软启动和软制动；

课程设计内容：

1、设计直流电动机开闭环调速系统总体方案；

2、建立系统数学模型，并设计电流调节器和转速调节器算法； 3、直流电机的控制电路、驱动电路、保护电路及其检测电路设计 4、 基于单片机的开环调速系统软件程序设计；

任务下达日期：

2015年6月3日

设计日期：

2015年6月9日

第2页

浙江理工大学拖动系统课程设计

摘要

本次设计先通过上网查找资料，了解直流电机PWM开环调速系统的原理及其特性。再通过PROTUES电路仿真PWM波形控制输出并设计该开环直流电机调速系统硬件电路。此次设计的系统可通过按钮实现正反转调节，实现电机的7档调速，并且在LCD屏幕中实时显示出电机的状态，包括正反转，档位以及电机转速。该系统有如下优点：需用的大功率可控器件少，线路简单；调速范围宽：电流波形系数好，附加损耗小；功率因数高。

关键词：开环

直流电机单片机

第3页

PWM 51浙江理工大学拖动系统课程设计

目录

1 系统概述 ....................................................................................................................................................... 6 2 硬件电路设计 ............................................................................................................................................... 7 2.1 主控制模块 ............................................................................................................................................ 7 2.1.1 单片机管脚介绍： ......................................................................................................................... 8 2.1.2 晶振电路与复位电路 ..................................................................................................................... 9 2.2.3矩阵键盘 .......................................................................................................................................... 9 2.2脉冲整形触发电路设计 ....................................................................................................................... 10 2.3 LCD1602 ................................................................................................................................................. 11 2.4电机参数 ............................................................................................................................................... 12 2.5 电机驱动模块 ...................................................................................................................................... 12 2.5.1 模块描述 ....................................................................................................................................... 12 2.5.2 模块接口说明 ............................................................................................................................... 12 2.5.3模块使用说明 ................................................................................................................................ 13 3 软件设计 ..................................................................................................................................................... 13 3.1 操作说明 .............................................................................................................................................. 13 3.2 c程序设计 ............................................................................................................................................ 14 3.2.1 LCD1602 .......................................................................................................................................... 14 3.2.2 矩阵键盘读取 ............................................................................................................................... 14 3.2.3 占空比计算 ................................................................................................................................... 15 3.2.4 PWM信号产生 .............................................................................................................................. 15 3.2.5 转速计算 ....................................................................................................................................... 16 3.2.6 换向 ............................................................................................................................................... 16 4 系统调试 ..................................................................................................................................................... 17 4.1 PWM信号调试 ..................................................................................................................................... 17 4.2 电机转速测试 ...................................................................................................................................... 18 5 结束语 ......................................................................................................................................................... 19 6 参考文献 ..................................................................................................................................................... 19 7 附录 ............................................................................................................................................................. 20 7.1 设计图纸 .............................................................................................................................................. 20

第4页