直流伺服电机控制系统设计

电3倍息与电气工程系课程设计报告设计题目:直流伺服电机控制系统设计系别:电壬信息与电气工®系年级专业:学号： 学生姓名： 2006级自动化专业《计算机控制技术》课程设计任务书Kp=KKi=EKd二时仿真图和PI控制闭环响应曲线相比较可知：系统响应时间变短，超调变小，但仍不符合要求;Kp=5、Ki=EKd二时仿真图与KP=1、KI=1、KD=时的仿真图相比，系统超调和调节时间都变小，仍然不符合要求,继续校正。需加大Kp及Ki。

Kp二12、Ki=KKd二时仿真图由上曲线知此时系统有微量的超调，进一步加大Ki时超调为零。Kp二12、Ki=l.Kd=时仿真图经过多次校正参数，此时当Kp=12、Ki=l、Kd=时系统超调量为0,稳态误差为0,性能满足设计要求，稳定、准确、快速得到了完满的统一。6.小结控制系统特点是以单片机为控制器，通过键盘设置输入转速值，使得电机的转速设置方便快捷，另外又通过软件实现系统转速设置范围的保护。但在proteus中没能实现闭环系统的PID控制。此缺点通过软件弥补，在MATLAB软件中的SIMULINK中进行了直流伺服电机的开环控制系统仿真，单位闭环控制系统仿真,，闭环PI控制系统仿真，闭环PD控制仿真,，闭环PID控制仿真能够更好的测试和控制系统的性能，从而为设计事物提供了更准确的性能指标。参考文献［1］于海生.计算机控制技术［加.北京：机械工业出版社，［2］周荷琴等.微型计算机原理及接口技术［M］.合肥：中国科技大学出版社,［3］张毅刚等.单片机原理与应用设计［M］.北京：电子工业出版社［4］楼然苗.51系列单片机设计实例［M］.北京：北京航空航天大学出版，⑸陈小忠等.单片机接口技术实用子程序.北京：人民邮电出版社，［6］计算机控制技术实验指导书附录单片机控制程序清单:^include”〃//#include””//#include””//#include””//^include””#defineuncharunsignedchar"defineunintunsignedintvoidwdata(unchardat);//writedatafunctionvoidwcom(uncharcom);//writecommandfunctionvoiddelay(unchart);//delayfunctionsbitrw=P3l;//rwsbitrs=P3^0;//rssbiten=P3*2;//en^defineMAX.LEN16 //数据最大长度#definecount_Ml50000#defineH_0(65536-counOIl)/256#defineL_0(65536-counOIl)%256uncharcodetab2[]={0x31,0x32,0x33,0x41,0x34,0x35,0x36,0x42,0x37,0x38,0x39,〃键盘求值表0x43,OxOe,0x30,OxOf,0x44};〃键盘求值表uncharcodetab3[]={，，TargetValue：”};uncharcodetab4口二{""};uncharcodetab6口={“inputERR"};uncharserial-data[MAX_LEN],serial_len=0,sure_flag=0;voidwdata(unchardat);//writedatafunctionvoidwcom(uncharcom);//writecommandfunctionvoiddelair(unchart);//delayfunctionvoidkeyscan(void);〃键盘操作程序uncharscankey(void);//键盘求值程序voidchushi(void);〃初始化程序//voidinit_serial(void);〃串口初始化//voiduart_serial(void);〃串口主程序voidlcd_wTite(void);〃液晶显示待发送指令uncharjisuan(void);〃计算结果为十进制unintfreq=0;〃频率变量sfrl6DPTR=0x82;〃申明DPTRchartimes=0;〃计算TO中断次数//delayfunction//P0=0x00;〃中断初始化voidinit_interrup(void)IE=0x8a;〃启用TO,T1中断TM0D=0x51;〃Tl为计数器,T2为定时器,都采用modelTH0=H_0;TL0=L_0;TH1=O;TL1=O;TRO=1;TR1=1;)voiddelay(unchart)(unchara,b;for(a=0;a<t;a++)for(b=0;b<128;b++);)//ThefunctionforwritedatatoLCDscreenvoidwdata(unchardat)(Pl二dat;rs=l;rw=0;en=0;delay(6);en=l;)//ThefunctionforwritecommandtoLCDscreenvoidwcom(uncharcom)(Pl=com;rs=0;rw=0;en=0;delay(6);en=l;)〃初始程序voidchushi(void)(unchari;wcom(0x01);wcom(0x38);wcom(OxOc);wcom(0x06);delay(4);wcom(0x80);delay(4);for(i=0;i<17;i++)(wdata(tab3[i])；)wcom(OxcO);delay(2);)〃键盘求值程序uncharscankey(void)(unchartemp,c,d;P2=0x0f;temp=P2;temp二temp&OxOf;〃屏蔽高四位，取列值temp=~(tempOxfO);〃将temp中的内容与OxfO进行相加，最后求反可得到是那列按下if(temp==l)c=0;〃位低电平elseif(temp==2)c=l;〃位低电平elseif(temp==4)c=2;〃位低电平elseif(temp==8)c=3;〃位低电平elsec=0;〃否则给返回值C=0P2=0xf0;〃给P2的行为高电平，以来判断是高四为的那位为低电平delay(1);temp=P2;temp=temp&OxfO;〃屏蔽低四位temp="((temp»4)OxfO);〃将temp中的高四位向右移动4位，与OxfO相加，最后求反可以得到是那行按下if(temp==l)C=c+0;〃将行的值加上列的值elseif(temp==2)C=c+4;〃将行的值加上列的值elseif(temp==4)C=c+8;〃将行的值加上列的值elseif(temp==8)c=c+12;〃将行的值加上列的值elsec=0;d=tab2[c];return(d);〃最后返回行加列的值}//lcd_writefunctionvoidlcd_write(void){uncharwrite_0,write」，jian_zhi[MAX_LEN];for(write_0=0;write_0<MAX_LEN;write_0H)(serial_data[write_0]=0;} 〃清空发送缓冲数组wcom(OxOf); //将光标置在oxcO处serial_len=0;delay(2);while(1){write_l=0xc0; 〃光标地址wcom(write」)；for(write.0=0;write_0<MAX_LEN;) 〃输入指令最大为MAX.LEN(wcom(write_l);P2=0x0f; //等待键盘值while((P2&0x0f)==0x0f);jian_zhi[write_O]=scankey0;delay(l);P2=0x0f;while((P2&0x0f)!=0x0f); 〃等待按键放松if(jian_zhi[write_0]^0x0e) 〃当按一下取消键时清空所有发送缓冲数组，( 〃当连续按下两次时则取消本次通讯，退出if(write_0==0)gotowrite_out;elseif(write_0>=l){write_l-=l;wcom(write」);write_0-=l;wdata(tab4[0]);serial_data[write_0]=0;serial_len—;)elseif(jian_zhiEwrite_O]=OxOf) 〃确定发送的指令(if(serial_len==3){if(serial.data[0]<2)sure_flag-H-；elseif(serial_data[0]>2);else{if(serial_dataEl]<5)sure_flag++;elseif(serial_datall]>5);else(if(serial_data[2]<6)sure_flag++;else;)))elsesure_flag++; 〃确定的标志位gotowrite_out; 〃退出本次输入指令}else(wdata(jian_zhi[write_0]);if(jian_zhi[write_0]<=0x39)serial_data[write_0]=jian__zhi[write_0]-0x30;elseserial_dataEuTite_O]=jian_zhi[write_0]-0x37;write_l++;write_0++；serial_len++;}))write_out：delay(1);)〃合并数组voidserial_and(void)uncharandO,andl,and2=0;andl=serial」en/2;for(and0=0;andO<andl;andO++)(serial_dataLandO]=(serial_dataEand0+and2++]«4)serial_data[and0+and2];))〃键盘操作voidkeyscan(void)(uncharks_0,ks_l;delay(2);〃延时去抖动P2=0x0f;if((P2&0x0f)!=0x0f)〃延时后在判断一次，去除抖动影响(ks_O=scankey0;〃求键盘值P2=0x0f;while((P2&0x0f)!=0x0f);〃等待放松while(ks_0二二0x41)(switch(ks_0)(case0x41:(chushi();lcd_write();〃调用写指令程序if((sure_flag-l)&&(serial_len<=3)&&(jisuan0<256))〃发送指令的条为确认发送标志sure_flag=l&&本次发送指令的个数erial_len=6(sure_flag=0;//清除确定标志〃serial_and();〃合并数组//serial_len/=2;//uart_serial();〃调用发送指令程序//P0=serial_data[0];P0=jisuan0;//P0=255;)else{wcom(OxcO);for(ks_O=O;ks_0<10;ks_0++)(wdata(tab6[ks_O]);}for(ks_O=O;ks_0<10;ks_O++)delay(250);)delay(1);}break;default:break;)ks_0=0;)sure_flag=0;serial_len=0;chushi0； 〃初始化，等待下一次发送指令wcom(OxcO);for(ks_l=O;ks_l<MAX_LEN;ks_l++)〃清空发送缓冲数组serial_data[ks_l]=0;)}//求取输入值转换为十进制uncharjisuan(void)(uncharjieguo;if(serial_len==3)jieguo=serial_data[0]*100+serial_data[l]*10+serial_data[2];elseif(serial_len==2)jieguo=serial_dataL0j*10+serial_data.l];elseif(serial_len==l)jieguo=serial_data[0^;else;//jieguo«2;return(jieguo);)〃的中断，计算频率voidT0_lS(void)i