基于单片机的直流电机调速控制系统设计
本文介绍了一种基于单片机控制的 PWM 直流电机调速系统,以单片机为核心,以小直流电机为控制对象,以 SPGT62C19B 为电机驱动芯片,实现速度单闭环和 PID 控制。调速原理是直流电机由 PWM 信号驱动,控制 PWM 波形占空比等于控制电机端压,从而调节电机转速。
该系统的主要组成部分包括:
1. 单片机控制系统:STC 单片机作为控制核心,负责实现速度控制、PID 算法和 PWM 信号的生成。
2. 电机驱动芯片:SPGT62C19B 负责将单片机输出的 PWM 信号转换为驱动电机的电压。
3. 速度测量系统:由光栅转盘和光电转换电路组成,用于测量电机的转速。
4. 外围电路:包括矩阵键盘、LED 显示屏等,用于输入转速给定值和实时显示占空比、动态转速和转速设定值。
通过该系统,可以实现电机的启停控制、正反转控制、调速控制等多种功能。同时,引入 fuzzy-PID 复合控制方案和参数模糊自整定控制策略,可以克服常规数字直流调速装置的缺点。
知识点:
1. 单片机控制系统:STC 单片机的应用、单片机控制系统的设计和实现。
2. PWM 调速原理:PWM 信号的生成、PWM 波形占空比的控制、电机端压的调节。
3. 电机驱动芯片:SPGT62C19B 的应用、电机驱动芯片的选择和设计。
4. 速度测量系统:光栅转盘和光电转换电路的应用、速度测量系统的设计和实现。
5. PID 控制算法:PID 算法的原理、PID 控制的实现和应用。
6. Fuzzy-PID 复合控制方案:Fuzzy-PID 算法的原理、Fuzzy-PID 算法的实现和应用。
7. 参数模糊自整定控制策略:参数模糊自整定控制策略的原理、参数模糊自整定控制策略的实现和应用。
8. 硬件设计:单片机控制系统的硬件设计、电机驱动芯片的设计、速度测量系统的设计。
9. 软件编程:单片机控制系统的软件编程、PID 算法的实现、Fuzzy-PID 算法的实现。
10. 计算机仿真:计算机仿真的应用、计算机仿真的实现。