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1、鉴于PID算法电机转速控制系统设计2021 届学生毕业论文(设计)毕业设计论文鉴于 PID 算法的电机转速课题名称控制系统的设计姓名叶强学号071220316院系物理与电信工程系专业电子信息工程指导教师叶勇 讲课老师2021年 3 月 24日鉴于 PID 算法的电机转速控制系统的设计纲要：在电气时代的今日，电动机向来在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。据资料统计，此刻有的 90%以上的动力源来自于电动机， 电动机与人们的生活息息有关，密不行分。跟着现代化步伐的迈进， 人们对自动化的需求愈来愈高，使电动机控制向更复杂的控制展开。目前的直流电机转速控制系统在电机运行稳速、 调速、加快或减速三
2、个方面仍旧不可以知足使用要求。 为了战胜直流电机调速系统的弊端， 获取高精度的转速，跟着电力电子技术的展开，使得比较广泛的用 PID 调理器来控制直流电机，利用各种新奇的、 高性能的控制策略， 来使直流电机安稳的运行， 这使直流电机的各种潜伏能力获取充足的发挥，使电机的性能更切合人们的使用要求。本设计将介绍一种鉴于 PID 算法的直流电机转速控制系统。本设计采纳 AT89S52 单片机作为信号产生器，应用 PID 算法，对整个过程进行地点追踪，PID 控制，在设计制作的过程中，考虑到实质需求键盘输入模块和LED 显示部分，使本设计的适用性获取了增强。要点词： 直流电机； PID 算法； PID
3、 控制技术；模糊控制；模糊PID 控制器；Abstract ：In electrical times today, the electric motor continuously is playing the very vital role in the modernized production and the life. According to the material statistics, now some 90% abovepower supplies from the electric motor, the electric motor and peoples life are
4、closely linked, inseparable. Along with modernized step forward, the people are getting higher and higher to the automated demand, cause the motor control to the more complex control development.The current dc motor speed control system in the motor operates steady speed, speed, speeds up or slows d
5、own three aspects still cannot meet the requirements of operation. In order to overcome the disadvantages of dc motor speed control system, a precision speed, with powerelectronic technology development makes the common use PID regulator to control dc motors, use all sorts of novel, high-performance
6、 control strategy, to make dc motor, which make the running smooth various potential dc motor of the ability to get sufficient play, make more people with performance of motor for the use requirement.This design will introduce a method based on PID algorithm of dc motor speed control system. This de
7、sign multi-back AT89S52 SCM as a signal generator, the application of the whole process, PID algorithm for position tracking, PID control, in design and production process, considering the actual demand keyboard input module and LED display sections, the practicability of this design is enhanced.Key
8、 words: Dc motor ； PID algorithm; PID control technology; Fuzzy control; Fuzzy PIDcontroller;前言电动机作为最主要的机电能量变换装置， 其应用范围已普及公民经济的各个领域和人们的平常生活。不论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设施中， 仍是在平常生活的家用电器和花费电子产品 如电冰箱，空调， DVD 等中，都大批使用着各种各种的电动机。据资料显示，在全部动力资源中， 百分之九十以上来自电动机。 相同，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息有关，密不行
9、分。电气时代，电动机的调速控制一般采纳模拟法， 对电动机的简单控制应用比许多。 简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制温次序控制。这种控制可经过继电器，可编程控制器和开关元件来实现。 还有一类控制叫复杂控制， 是指对电动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。 131 绪论本章介绍了直流电机的特色及其展开概略，而后介绍了直流电机在工业控制等领域中的详细应用， 同时论述了直流电机控制中有待研究的问题。并在此根基之上介绍了本课题的选题背景和意义，最后列出了本文研究的主要内容及全文的构造安排。1.1 直流电动机控制的展开历史及研究现状1、直流电动机控制的展开历史常用的控制直流
10、电动机有以下几种：第一，最先的直流调速系统是采纳恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，经过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行设施制造方便，价钱便宜。但弊端是效率低、机械特征软、不可以在较宽范围内光滑调速，所以目前极少采纳。第二，三十年月末，出现了发电机-电动机 (也称为旋转变流组 )，配合采纳磁放大器、 电机扩大机、 闸流管等控制器件，可获取优秀的调速性能，若有较宽的调速范围 (十比一至数十比一 )、较小的转速变化率和调速光滑等， 特别是当电动机减速时， 能够经过发电机特别简单地将电动机轴上的飞轮惯量反应给电网， 这样，一方面可获取光滑的制动特征， 另一方面又可减少能量的消耗， 提
11、升效率。 但发电机、电动机调速系统的主要弊端是需要增添两台与调速电动机相当的旋转电机和一些协助励磁设施，因此体积大，维修困难等。第三，自出现汞弧变流器后， 利用汞弧变流器取代上述发电机、电动机系统，使调速性能指标又进一步提升。 特别是它的系统快速响应性是发电机、电动机系统不可以比较的。但是汞弧变流器仍存在一些弊端:维修仍是不太方便，特别是水银蒸汽对保护人员会造成必定的危害等。第四， 1957 年世界上出现了第一只晶闸管， 与其余变流元件对比， 晶闸管拥有很多独到的优胜性， 因此晶闸管直流调速系统立刻显示出强盛的生命力。 因为它拥有体积小、 响应快、工作靠谱、寿命长、维修简易等一系列长处，采纳晶
12、闸管供电，不单使直流调速系统经济指标上和靠谱性有所提升， 并且在技术性能上也显示出很大的优胜性。 晶闸管变流装置的放大倍数在 10000 以上，比机组 (放大倍数 10)高 1000 倍，比汞弧变流器 (放大倍数 1000)高 10 倍;在响应快速性上，机组是秒级，而晶闸管变流装置为毫秒级。 14从 20 世纪 80 年月中后期起，以晶闸管整流装置取代了过去的直流发电机电动机组及水银整流装置， 使直流电气传动达成一次大的跃进。 同时，控制电路也实现了高度集成化、小型化、高靠谱性及低本钱。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提升，应用范围不停扩大，直流调速技术不停展开。跟着微型计算机、
13、超大规模集成电路、 新式电子电力开关器件和新式传感器的出现，以及自动控制理论、电力电子技术、计算机控制技术的深入展开，直流电动机控制也装置不停向前展开。 微机的应用使直流电气传动控制系统趋势于数字化、智能化，极大地推进了电气传动的展开。最近几年来，一些先进国家陆续推出并大批使用以微机为控制核心的直流电气传动装置，如西门子企业的SIMOREGK 6RA24 、 ABB 企业的 PAD/PSD 等等。跟着现代化步伐的加快， 人们生活水平的不停提升， 对自动化的需求也愈来愈高，直流电动机应用领域也不停扩大。比如，军事和宇航方面的雷达天线，火炮对准，惯性导航，卫星姿态，飞船光电池对太阳得追踪等控制；工
14、业方面的各种加工中心，专用加工设施，数控机床，工业机器人，塑料机械，印刷机械，绕线机，纺织机械，工业缝纫机，泵和压缩机等设施的控制；计算机外头设施和办公设施中的各种磁盘驱动器，各种光盘驱动器，绘图仪，扫描仪，打印机， 机，复印机等设施的控制； 音像设施和家用电器中的录音机， 录像机，数码相机，洗衣机，冰箱，风扇等的控制。跟着计算机，微电子技术的展开以及新式电力电子功率器件的不停浮现， 电动机的控制策略也发生了深刻的变化。电动机控制技术的展开得力于微电子技术，电力电子技术， 传感器技术，永磁资料技术， 微机应用技术的最新展开成就。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。 此中，电动机控制策略的模拟实现正渐渐退出历史舞台，而采纳微办理器，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获取了快速展开。 电动机的驱动局部所采纳的功率器件经历了几次的更新换代此后， 速度更快，控制更简单的全控型功率器件 MOSFET 和 IGBT 渐渐成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新式的电动机控制方法能够获取实现。此中，脉宽调制PWM 方法，变频技术在直流调速和沟通调速系统中获
