直流电机PWM调速系统的设计与仿真.docx
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直流电机PWM调速系统的设计与仿真
直流电机PWM调速系统的设计与仿真
、引言
1本课题设计的目的和要求
1.直流电机PWM调速系统的目的:
(1)熟悉直流电机PWM调速系统的整体运行过程和总体布局
(2)掌握该硬件电路的设计方法
(3)掌握电机PWM调速系统程序的设计和调试
2.直流电机PWM调速系统的要求
(1)可输入0~1范围的占空比,占空比可用电位器输入、拨码开关输入或键盘输入。
(2)设计电机驱动电路,根据输入的占空比控制电机转速。
(3)检测电机转速,并用LED或LCD显示。
(4)在PROTUE下S仿真。
二、系统总体框图与原理说明
总体方案原理及设计框图
本设计是基于AT89c51为核心的直流调速器,由单片机控制和产生适合要求的PWM信号,该PWM信号通过驱动芯片电路进行直流调速,使输出电压平均值和功率可以按照PWM信号的占空比而变化,从而达到对直流电机调速的目的。
拨码开关输入0~1范
围的占空比,用LCD1602作为主液晶显示器,显示输入的占空比控制电机转速,能够实现较好的人机交互。
拨码开关输入模块
总体方案设计框图
三、硬件电路图
用压控振荡器(可用555电路构成)来模拟直流电机的运行
PWM产生方式
(1)PWM(脉冲宽度调制)是通过控制固定电压的直流电源开关频率,改变负载两端的电压,从而达到控制要求的一种电压调整方法。
PWM可以应用在很多方面,比如:
电机调速、温度控制、压力控制等等。
在PWM驱动控制的调整系统中,按一个固定的频率来接通和断开的电源,并且根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。
通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变平均电压大小的目的,从而来控制电动机的转速。
正因为如此,PWM又被称为“开关驱动装置”。
PWM波形如图所示:
PWM波形图
设电机始终接通电路时,电机转速最大为Vmax,设占空比为:
Dt1
T
则电机的平均转速为
VaVmax*D
其中Va指的是电机的平均速度,
Vmax是指电机在全通电时最大速度,D指的是占空比。
max
由上面的公式可见,当改变占空比D时,就可以得到不同电机平均速度Va,从而达到调速的目的。
(2)单片机片内软件生成PWM信号PWM信号采用单片机定时中断的方式软件模拟产生,这样实现比较容易,可以节约硬件成本。
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- 直流电机 PWM 调速 系统 设计 仿真