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1、- -数字式直流电机调速控制系统软件设计数字式直流电机调速控制系统软件设计摘摘要要直流调速具有调速范围宽，调速平滑，启动转矩大，启动性能好等优点，因而在工业传动系统中得到广泛的应用，传动直流调速系统的触发器以及调节器都是由模拟 电路来实现，具有很多缺点。微机数字控制系统其控制软件能够进行逻辑判断和复杂 运算，可以实现不同于一般线性调节的最优化、自适应、非线性、智能化等控制规律。 所以在各个方面的性能都远远优于模拟控制系统且应用越来越广泛。 本文首先介绍数字式直流电机调速的概况。接着对单片机的特点进行了分析与介绍，最后对数字式直流电机调速控制系统的软件进行了设计，包括主程序，显示子程 序，键盘扫
2、描子程序和中断服务程序的设计。 经测试各项性能指标优于模拟直流调速系统，响应速度快，可能实现比较复杂的 控制算法，从而能够实际的应用到生产生活中，满足现代化生产的需要。关键词关键词：单片机；双闭环；直流电机；数字式IThe Software Design of the Digital DC Motor Speed Governing System ABSTRACTThe DC speed control has the followiing excellence：the range of speed regulation is very wide；the characteristic of s
3、peed regulation is smooth；the torque of commissioning is strong；high performance of commssioning and so on. So its widly used in industrial drive systerm.The trigger and regulator of the DC industrial speed governing systerm are achieved by imitate circuit，which has many disadvangtage. Furthermore,
4、the control software of digital control system can carry through logical judgment and sophisticated operation, and it has the control laws of optimality, adaptive trait, nonlinear and intelligence, which are different from the ordinary linear adjustability. In many aspects the function of digital co
5、ntrol system has exceeded analog control system and is being used widely. My paper is a digital DC speed control system and 89C51 single-chip computer.Then introduce and analyze the characteristics of single-chip，at last，design the software of the digital DC motor speed control system，including the
6、main program and subprogram. Its better than the Imitated DC Speed Control System Going through testing every performance parameter. As a result, the digital DC speed control system could be applied into production and ordinary life to satisfy the needs of modern manufacture.Keywords： Single-chip co
7、mputer；Double closed-loop ；DC speed control system；Digital model- II -II目目 录录第第 1 章章 绪绪 论论.11.1 数字式直流调速控制技术.1 1.2 设计的意义.1 1.3 本文主要工作.2第第 2 章章 单片机概述单片机概述.32.1 单片机应用概念.32.2 单片机的特点和应用.4第第 3 章章 硬件电路结构硬件电路结构.8第第 4 章章 系统软件设计系统软件设计.94.1 单片机软件开发流程.9 4.2 主程序设计.10 4.3 中断服务程序设计.18结束语结束语 .2626参考文献参考文献 .2727致致 谢
8、谢 .2828III插图清单插图清单图 2-1 单片机的典型结构框图.4 图 3-1 总体硬件电路组成框图 .8 图 4-1 单片机软件设计调试流程图 .10 图 4-2 主程序流程图 .11 图 4-3 中断服务程序流程图.19表格清单表格清单表 4-1 系统设计内存分配表.11- 0 -0第第 1 章章 绪绪 论论近年来，虽然交流变频调速技术快速发展并不断在更广泛的领域得到应用，但实际 上在很多场合直流驱动依然拥有大量的用户，包括旧设备的改造以及新设备上的应用； 我们所了解的国内各主要直流电动机厂商这几年的出产量也在连续增长。但是，目前国 内直流调速的市场却基本被西门子、欧陆、CT 等垄断
9、，尤其是在全数字式的中高端产品 领域，国内生产厂家寥寥，近乎是空白。1.1 数字式直流调速控制技术数字式直流调速控制技术 直流调速具有调速范围宽，调速平滑，启动转矩大，启动性能好等优点，因而在工 业传动系统中得到广泛的应用。传动直流调速系统的触发器以及调节器都是由模拟电路 来实现，其缺点是： （1）触法精度易受电网电压波动的影响。 （2）触发脉冲不对称度较大。 （3）调节器中的运算放大器会因为电网电压和温度变化引起漂移儿产生运算误差。 （4）模拟器件的老化也会引起运算误差，甚至使已经整定到得系统性能变差。 20 世纪 80 年代以来，随着计算机技术以及通讯技术的发展，出现了数字式直流调速 系统
10、，使直流调速技术的发展出现了新的生机。最早的研究限于用数字调节器代替模拟 调节器，即用微机执行数字 PID 运算程序代替模拟转速调节器和电流调节器，转速给定 和转速反馈以及电流反馈经 A/D 转化器变成数字量作为可控整流装置的触发控制电压。 这种方式克服了电网电压波动对触法精度的影响，在一定程度上减小了因为器件老化， 电网电压和温度变化引起的运算误差，但不能充分发挥计算机处理信息的能力，缺乏实 用性。后来在上述基础上增添了数字触发器，主要是利用微机的定时功能，通过接口产 生移相脉冲，经功放后触发三相全控桥。这样便形成了数字化的直流调速装置，也就是 所谓的数字式直流调速装置。1.2 设计的意义设计的意义 目前在不少机械制造企业中使用的 B2151，B2152 等大型龙门刨床，其所使用的 KTS300/200A 直流无级调速控制柜属于可控制逻辑控制无环流可逆直流调速控制系统。 这种传统的控制直流调速系统控制回路的硬件设备及其复杂，故障率高，维修费
