工学毕业答辩

1、指导教师：戴青玲老师单片机PID控制的直流电机调速系统姓名：程基德班级：机材A1121班学号：23研究背景与意义研究背景如今，科学技术日新月异，控制技术成为当今科技的主流之一。这种控制技术已经渗透到了医疗、汽车制造、铁道运输、航天航空、钢铁生产、物流配送、饮料生产等多个方面。人们对生活舒适性的追求将越来越高，PID控制技术作为一项具有发展前景和影响力的新技术，正越来越受到国内外各行业的高度重视。意义(1)进一步的学习、掌握与应用先进的控制技术与解决方案，以提升设备性能、档次与市场竞争力。(2)在运动控制系统中PID控制技术应用更为广泛，是机器人等高技术领域的技术基础，它可以对运动部件的位置、速

2、度等进行实时控制管理，使其符合相应的控制要求。设计摘要本设计以数字PID为基本控制算法，以AT89S51单片机为控制核心，产生占空比受数字PID算法控制的PWM脉冲实现对直流电机转速的控制。同时利用光电传感器将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机中，实现转速闭环控制，达到转速无静差调节的目的。在系统中采12864LCD显示器作为显示部件，通过44键盘设置P、I、D、V四个参数和正反转控制，启动后可以通过显示部件了解电机当前的转速和运行时间。该系统控制精度高，具有很强的抗干扰能力。 系统原理框图原理框图如下图所示电动机驱动模块直流电机速度检测模块键盘模块控制器模块显示模块PWM脉冲系统硬件部分该设

3、计系统硬件分为四个模块电路一、单片机控制器模块二、电机驱动模块三、速度采集模块 四、显示模块五、键盘模块六、电源模块单片机控制电路模块系统电路连接及硬件资源分配图AT89S51单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。它的芯片引脚少，在硬件很容易实现。并且它还具有功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，在各个领域中应用广泛。 电机驱动模块电机驱动电路驱动模块是控制器与执行器之间的桥梁，只有引入电机驱动模块才能保证电机按照控制要求运行，在这里选用L298N电机驱动芯片驱动电机。通过调整输入脉冲的占空比，调整电动机转速。此电路设计简单、抗干扰能力强、可靠性好

4、。速度采集模块电机速度图采用对射式光电传感器。其检测方式为：发射器和接受器相互对射安装，发射器的光直接对准接受器，当测物挡住光束时，传感器输出产生变化以指示被测物被检测到。通过脉冲计数，对速度进行测量。从图中可以得出电机每转一圈在P3.3的输出端就会产生N个低电平。若知道一段时间t内传感器输出的低脉冲数为n，则电机转速v=n/(N*t)显示模块显示模块和键盘模块1.采用12864LCD液晶显示器，该显示器功率低，显示屏幕大、可对汉字和字符进行显示。2. 采用标准的44矩阵式键盘以实现对P、I、D三个参数和电机正反转的设定，以及对电机启动、停止、暂停、继续的控制。电源模块电源电路在本系统中直流电机需要12V电源，而单片机、显示模块等其它电路需要5V的电源，因此通过固定7805、7812两种稳压芯片对整流后的电压进行降压、稳压处理。系统软件部分本计分系统软件部分主要分为四大部分1、PID算法2、PWM脉冲控制技术 3、算法实现 4、程序流程PID算法和PWM脉冲技术本系统设计的核心算法为PID算法，它根据本次采样的数据与设定值进行比较得出偏差，对偏差进行P、I、D运算最终利用运算结果控制PWM脉冲的占空比来实现对加在电机两端电压的调节，进而控制电机转速。PWM脉冲技术控制就是对脉冲的宽