PWM直流电动机调速控制系统_开题报告

一、直流电动机转速控制系统研究意义

    在现代的工业生产中，直流电动机是很重要的驱动设备。在航空航天、工业自动化等行业对起动和调速有较高要求的场合，直流电动机是很常用的控制对象。随着科技的发展，促进和改变了直流电动机调速控制逐渐的从模拟向数字化发展，特别是在单片机应用中，促进了直流电动机调速控制技术走向了一个全新的阶段，更加的智能化和提高可靠性已成为了必定发展的趋势。

     与交流电动机调速相对比，直流电动机调速控制的原理比较简单。仅仅只要改变直流电动机的电压就可以实现电动机的正反转。通常改变电压的方法有很多种，最常见的是采用脉冲宽度调制（PWM）,调节电动机的电枢电压的占空比就能控制直流电动机的平均电压，从而调节其转速。

      三十多年来，直流电机传动经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机及水银整流装置直流电气传动完成了一次大的跃进。同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化、在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。由于直流电气传动技术的研究和应用已达到比较成熟的地步，应用相当普遍，尤其是全数字直流系统的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性。所以，今后一个阶段在调速要求较高的场合，如轧钢厂、海上钻井平台等，直流调速仍然处于主要地位。早期直流传动的控制系统采用模拟分离器件构成，由于模拟器件有固有的缺点，如存在温漂、零漂电压，构成系统的器件较多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。随着计算机控制技术的发展，直流传动系统已经广泛使用微机，实现了全数字化控制。由于微机以数字信号工作，控制手段灵活方便，抗干扰能力强。所以，全数字直流调速控制精度和可靠性比模拟直流调速系统大大提高。而且通过系统总线全数字化控制系统，能与管理计算机、过程计算机、远程电控装置进行交换，实现生产过程的自动化分级控制。所以，直流传动控制采用微机实现全数字化，使直流调速系统进入一个崭新的阶段。

二、国内的发展趋势

     在我国，电动机的生产和起步都比较晚，但是发展非常的迅速。

     在1966年中电动机已经开始生产和应用，如江苏、南京等地都有产生，并且在各行各业中都有使用，所有半导体器件的驱动电路基本都是国产化，伴随着改革开放的步代伐，80年代直流电动机在我国发展很迅速。

      在小功率电动机中，经过40多年的发展，特别在改革开放的30多年来的快速发展，取了了很大的进步。在我国，小功率电动机的发展可以分为两个阶段，第一阶段，顺应我国家电也发展的需要，应用于风扇、空调、洗衣机、排烟机、保健等产品的小功率电机，国内的企业通过技术引进、设备引进吸收、已经缩小了同发达国家的距离，有部分的产品已经达到了世界先进的水平，企业有了很多的自主研发的能力、自主知识产权，同时也形成了一些国内外知名的品牌。电机产品自身大量出口国外等国外市场，成为我国电机出口业务的主要部分。第二阶段，随着我国汽车工业的发展，车有小功率的需求也迅速的增长，带动了永刷直流和无刷电流电机主题的车用功率率电机的兴起。

    我国未来的电机发展趋势，由于能源和环境的问题的日益重要，对于工业领域的主要动力设备-中小型异步电动机，国外出现了更高效率的所谓“超高效率电机”。在我国也有必要考虑超高效率电机的发展和应用。超高效率电机具有节能潜力和经济效益，对于使用在经济上也是颇为有力的，具有降低损耗、提高效率等途径。

三、国外的发展趋势

     在国外，PWM最早是在军事工业以及空间技术中应用。它以优越的性能，满足那些高速度、高精度随动跟踪系统的需求。近十多年来，进一步扩散到民用工业，特别是在机床行业、自动生产线及机器人等领域中广泛应用。

     国外主要电气公司如瑞典的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。

B. ^范文提纲

引言：综述绪论、直流电动机转速控制系统研究意义和国内的发展趋势

一、PWM直流调速控制概述

（一）直流电机调速原理

（二）PWM在直流调速中的应用

（三）PWM概念

（四）PWM控制电机转速的原理

（五）PWM调速方法

二、系统硬件设计

（一）单片机控制模块

（二）电机驱动模块

（三）独立式键盘控制模块

（四）光电测速模块

（五）LCD显示模块

三、系统软件设计

（一）程序流程图

（二）系统仿真调试

C. 参考文献：

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[2] 胡寿送. 自动控制原理[M]. 北京：科学出版社，2013

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[8]陈伯时《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》机械工业出版社，2011

[9]王鑫 张丽铃《转速、电流双闭环直流调速系统设计》SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2010年第1期

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