直流电机的调速控制设计专业电气工程及其自动化_开题报告

1.本选题的理论、实际意义

在现代工业中，电动机作为电能转换的传动装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业部门中，随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高，对生产设备控制要求越来越多高。由于变频技术的出现，交流调速一直冲击直流调速，但综观全局，尤其是我国在直流调速领域的现状，再加上全数字直流调速系统的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性，直流调速系统仍将处于十分重要地位。

当前电机控制器的发展方向越来越趋于多样化和复杂化，现有的专用集成电路未必能满足严苛的新产品的生产要求，因此研究直流电机的速度控制，有着非常重要的意义。

2. 直流电动机控制的研究现状

随着微型计算机、超大规模集成电路、新型电子电力开关器件和新型传感器的出现，以及自动控制理论、电力电子技术、计算机控制技术的深入发展，直流电动机控制也装置不断向前发展。微机的应用使直流电气传动控制系统趋向于数字化、智能化，极大地推动了电气传动的发展。近年来，一些先进国家陆续推出并大量使用以微机为控制核心的直流电气传动装置，如西门子公司的SIMOREG K 6RA24、ABB公司的PAD/PSD等等。

电动机控制技术的发展得力于微电子技术，电力电子技术，传感器技术，永磁材料技术，微机应用技术的最新发展成就。变频技术和脉宽调制技术已成为电动机控制的主流技术。正是这些技术的进步使电动控制技术在近二十年内发生了很大的变化。其中采用微处理器，通用计算机，FPGA/CPLD，DSP控制器等现代手段构成的数字控制系统得到了迅速发展。电动机的驱动部分所采用的功率器件经历了几次的更新换代以后，速度更快，控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT逐渐成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动机控制方法能够得到实现。其中，脉宽调制（PWM）方法，变频技术在直流调速和交流调速系统中得到了广泛应用。

直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂．功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的发展，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。

二、^范文提纲

1  绪论

1.1  直流电机概述

1.2  单片机概述

2  基本原理

2.1  直流电机的工作原理

2.2  直流电机的调速原理

2.3  脉宽调制（PWM）原理

3  系统方案论证

3.1电机调速控制方案论证

3.2转速测量及显示方案论证

4   直流电机控制系统硬件设计

4.1  系统硬件结构

4.2  系统单元电路设计

5  单片机直流电机控制系统软件设计

5.1 系统软件程序设计

6  结论

三、参考文献

[1] 王益权，电动机原理与实用技术，北京；科学出版社，2005 . 7 

[2] 赵良炳，现代电力电子技术基础．清华大学出版社，1995 0 .

[3] 王少平，田庆安，昌现兰. PWM控制与驱动器使用指南及应用电路.西安电子科技大学出版社，2004.6 

[4] 王晓明.电动机的单片机控制.北京：北京航空航天大学出版社，2002.5

[5] 王兆安，黄俊.电力电子技术北京：机械工业出版社，2002.1

[6] 王益权，电动机原理与实用技术，北京；科学出版社，2005 . 7 

[7] 赵良炳，现代电力电子技术基础．清华大学出版社，1995 0

[8] 张大明 ，单片机微机控制应用技术 ，机械工业出版社 ，2007

[9] 高峰，单片微型计算机原理与接口技术：科学出版社

[10]贺益康，许大中  电机控制控制    浙江大学出版社 2010.5

[11] 林爵天，微机控制PWM直流电机调速 ，上海电机技术高等专科学校学报2001