履带车辆电驱动系统协同仿真与控制策略研究

电驱动四履带水泥滑模摊铺机的设计

目录 第一章绪论 (1) 1.1论文的选题背景及意义 (1) 1.2水泥混凝土摊铺机的国内外发展及研究 (3) 1.2.1国外水泥混凝土摊铺机的发展简史 (3) 1.2.2国内水泥混凝土摊铺机的发展现状 (4) 1.3课题研究的意义 (5) 1.4本文研究的主要内容 (6) 第二章滑模摊铺机总体组成方案及工作装置的布置 (7) 2.1水泥滑模摊铺机整机性能要求 (7) 2.2水泥滑模摊铺机整机总体布置及主要参数的确定 (8) 2.2.1四履带水泥滑模摊铺机整机功率的确定 (9) 2.2.2四履带式水泥滑模摊铺机的总体机构及工作原理 (10) 2.3整机机架的结构设计 (11) 2.4四履带滑模摊铺机升降支腿的设计 (12) 2.4.1机升降支腿的结构设计 (12) 2.4.2支腿升降油缸的设计 (14) 2.4.3转向油缸的设计计算 (14) 2.5四履带滑模摊铺机工作装置的设计与计算 (17) 2.5.1螺旋布料器的设计及计算 (17) 2.5.2摊铺机工作装置中计量门的结构设计 (20) 2.5.3振捣棒系统的设计 (20) 2.5.4工作装置中成型模具的设计 (22) 2.6本章小结 (23) 第三章履带电驱动方案的选择及整机动力系统的确定 (24) 3.1四履带滑模摊铺机传动系统的常用类型 (24) 3.1.1四履带的液压传动 (24) 3.1.2四履带电驱动 (25) 3.1.3电传动中减速系统的选型 (26) iii

3.2行走履带机构爬坡驱动力的计算 (28) 3.3四履带滑模摊铺机发电机总功率的确定 (31) 3.4本章小结 (32) 第四章履带行走机构的设计与计算 (33) 4.1行走履带四轮一带的选型 (33) 4.1.1履带的选型 (33) 4.1.2驱动轮选型 (33) 4.1.3支重轮的选型 (35) 4.1.4托链轮的选型 (35) 4.1.5引导轮的选型 (35) 4.2行走履带动力传动系统的设计 (35) 4.2.1行走履带动力传动系统的设计 (35) 4.2.2皮带轮减速系统的设计 (35) 4.3链条减速传动系的设计 (38) 4.3.1第一级链轮减速系统的设计 (38) 4.3.2第二级链轮减速系统的设计 (41) 4.3.3中间轴的设计与计算： (41) 4.3.4中间轴轴承的计算和校核 (46) 4.3.5驱动轮轴的设计与计算 (48) 4.4本章小结 (50) 第五章摊铺机控制机系统分析 (51) 5.1摊铺机控制系统的主要功能分析 (51) 5.2摊铺机控制系统方案的设计 (51) 5.2.1控制方式的分析 (51) 5.2.2PLC控制系统的设计原则 (51) 5.2.3摊铺机控制系统基本方案的确定 (52) 5.3摊铺机四履带转向控制的分析 (52) 5.3.1摊铺机四履带转向简述 (52) 5.3.2四履带转向系统的分析 (53) 5.3.3摊铺机转向系统控制基本方案的确定 (56) iv

无刷直流电机的驱动及控制

无刷直流电机驱动 James P. Johnson, Caterpiller公司 本章的题目是无刷直流电动机及其驱动。无刷直流电动机（BLDC）的运行仿效了有刷并励直流电动机或是永磁直流电动机的运行。通过将原直流电动机的定子、转子内外对调—变成采用包含电枢绕组的交流定子和产生磁场的转子使得该仿效得以可能。正如本章中要进一步讨论的，输入到BLDC定子绕组中的交流电流必须与转子位置同步更变，以便保持磁场定向，或优化定子电流与转子磁通的相互作用，类似于有刷直流电动机中换向器、电刷对绕组的作用。该原理的实际运用只能在开关电子学新发展的今天方可出现。BLDC电机控制是今天世界上发展最快的运动控制技术。可以预见，随着BLDC的优点愈益被大家所熟知且燃油成本持续增加，BLDC必然会进一步广泛运用。 2011-01-30 23.1 BLDC基本原理 在众文献中无刷直流电动机有许多定义。NEMA标准《运动/定位控制电动机和控制》中对“无刷直流电动机”的定义是：“无刷直流电动机是具有永久磁铁转子并具有转轴位置监测来实施电子换向的旋转自同步电机。不论其驱动电子装置是否与电动机集成在一起还是彼此分离，只要满足这一定义均为所指。”

图23.1 无刷直流电机构形 2011-01-31 若干类型的电机和驱动被归类于无刷直流电机，它们包括： 1 永磁同步电机（PMSMs）； 2 梯形反电势(back - EMF)表面安装磁铁无刷直流电机； 3 正弦形表面安装磁铁无刷直流电机； 4 内嵌式磁铁无刷直流电机； 5 电机与驱动装置组合式无刷直流电机； 6 轴向磁通无刷直流电机。 图23.1给出了几种较常见的无刷直流电机的构形图。永磁同步电机反电势是正弦形的，其绕组如同其他交流电机一样通常不是满距，或是接近满距的集中式绕组。许多无刷直流电

履带车辆双泵马达驱动系统同步控制策略研究

目录 摘要 .......................................................................................................................... I Abstract ....................................................................................................................... II 第1章绪论 .. (1) 1.1课题背景及研究意义 (1) 1.2国内外研究现状及分析 (2) 1.2.1 履带车辆传动系统的发展 (2) 1.2.2 履带车辆静液驱动系统研究现状 (4) 1.3泵马达系统和同步回路研究进展 (5) 1.3.1 泵马达系统研究进展 (5) 1.3.2 同步控制回路研究进展 (6) 1.4自抗扰控制理论研究概述 (7) 1.5主要研究内容 (8) 第2章履带车辆双泵马达驱动控制系统建模 (9) 2.1引言 (9) 2.2系统原理 (9) 2.3泵马达系统模块 (10) 2.3.1 泵马达工况分析 (10) 2.3.2 泵马达建模 (11) 2.4履带车辆动力学模块 (13) 2.4.1 受力分析 (13) 2.4.2 拉格朗日动力学建模 (16) 2.4.3 仿真模型 (17) 2.5反解算模块 (18) 2.6控制器模块 (19) 2.6.1 名义工作点的计算 (19) 2.6.2 控制器设计 (20) 2.7时域系统仿真与分析 (21) 2.8本章小结 (24) 第3章同步性扰动因素及系统特性分析 (25) 3.1引言 (25) 3.2扰动因素分析 (25) 3.2.1 单侧系统参数扰动分析 (25) -III-

直流电机控制系统

直流电机控制系统

摘要：本文利用MCS-51系列单片机产生PWM信号，采用了自己设计的电机驱动电路，实现对直流电机的转速和控制方向的控制，并着重对电机驱动电路的设计进行叙述。主要模块包括单片机控制模块、电机驱动模块、电机接口模块、电源模块、键盘控制模块。 关键词：PWM信号，直流电机，电机驱动，单片机

引言 随着科学技术的迅猛发展,电气设备发展日新月异.尤其以计算机,信息技术为代表的高新技术的发展,使制造技术的内涵和外延发生了革命性的变化,传统的电气设备设计,制造技术不断吸收信息控制,材料,能量及管理等领域的现代成果,综合应用于产品设计,制造,检测,生产管理和售后服务.在生产技术和生产模式等方面,许多新的思想和概念不断涌现,而且,不同科学之间相互渗透,交叉融合,迅速改变着传统电气设备制造业的面貌,从而使得产品频繁的更新换代,这就使得电机成为社会生产和生活中必不可少的工具.随着科学技术的不断发展,人类社会的不断进步,人们对生活产品的需求要不断趋向多样化,这就要求生产设备必须具有良好的动态性能,在不同的时候进行不同的操作,完成不同的任务.为了使系统具有良好的动态性能必须对系统进行设计.特别是大型的钢铁行业和材料生产行业,为达到很高的控制精度,速度的稳定性,调速范围等国产直流电机简介为了满足各行业按不同运行条件对电动机提出的要求,将直流电机制造成不同型号的系列.所谓系列就是指结构形状基本相似,而容量按一定比例递增的一系列电机.它们的电压,转速,机座型号和铁心长度都是一定的等级.现将我国目前生产的几个主要系列直流电机简要的介绍如下。Z2系列为普通用途的中,小型电机.它的容量从400W到200KW,电动机的额定电压有200V和110V两种,额定转速有3000,1500,1000,750及600r/min五个等级.Z2系列普通用

高速履带车辆悬挂系统动力学仿真

V ol. 16 No. 7 系统仿真学报 July 2004JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION? 1429 ?高速履带车辆悬挂系统动力学仿真 史力晨1，王良曦1，张兵志2 （1装甲兵工程学院北京100072; 2北京特种车辆研究所北京 100072） 摘要：研究了高速履带车辆在不平路面（包括各种障碍）行驶时悬挂系统的动力学响应问题，采 用多刚体动力学理论建立了高速履带车辆悬挂系统与地面作用的动力学模型，模型中特别考虑了履 带对履带车辆动力学响应的影响。基于Matlab/SimuLink环境对所建模型进行了计算机仿真，并对 车辆悬挂系统的动态响应进行了动画输出。仿真实例分析说明本文所建模型和建模采用的方法对高 速履带车辆的悬挂系统的设计和动力学分析具有积极的作用。 关键词：履带车辆；悬挂系统；动力学；仿真 文章编号：1004-731X (2004) 07-1429-04 中图分类号： TP391.9 文献标识码：A Dynamic Simulation of High-Speed Tracked Vehicle Suspension System SHI Li-chen1，WANG Liang-xi1，ZHANG Bing-zhi2 （Armored Forces Institution of Engineering, Beijing 100072,China; Beijing Special Vehicle Research Institution, Beijing 100072,China）Abstract: High-speed tracked vehicle suspension system dynamitic response on irregular ground (including obstacle) was concerned in this article. Theory of multibody dynamics was used to setup the motion equation of interaction between vehicle suspension and road surface. And track loop contribution to vehicle dynamic equation were also considered of which track loop was regarded as forces on chassis and road wheels composed of track dynamics force and track loop tension. According program was developed through Matlab/Simulink to solve these mathematical models with animation output on PC. Case analysis proved to be acceptable and show that the model and its method can be used for armored tracked vehicle suspension design and dynamical analysis. Key word: tracked vehicle; suspension system; dynamics; simulation 引言 高速履带车辆多在复杂地形进行机动，其悬挂系统动力学特征直接影响着车辆的机动性与乘员的适应性，同时，作为陆军主要机动与作战平台，车辆悬挂动力学特征还对车载武器和设备的性能发挥有着重要的影响。建立动力学模型通过计算机仿真的手段对履带车辆悬挂系统进行分析具有高效和节省等特点，是履带车辆系统分析与设计的一条捷径。 高速履带悬挂系统的典型结构通常由履带、负重轮、平衡肘、诱导论、主动轮、车体及弹性、阻尼元件组成，其结构示意图如图1所示。 以往对于履带车辆悬挂系统动力学仿真是基于线性假设，采用弹簧—振子的模型进行分析。这种假设前提对于小位移的线性动力学工况可以做到较好近似，但不适用于履带车辆的大位移、非线性工况。 本文以多刚体系统动力学理论为基础建立了摆动平衡肘式悬挂系统的动力学模型并基于Matlab/SimuLink环境进 收稿日期：2003-06-03 修回日期：2003-07-16 作者简介：史力晨（1975-），男，河北张家口人，博士，工程师，研究方向为车辆系统动力学仿真；王良曦（1941-），男，四川乐山人，教授，博导，研究方向为车辆系统动力学仿真和系统工程；张兵志（1956-），男，河北省获鹿人，高工，博导，研究方向为车辆系统论证与系统工程。行了实例仿真，该模型在结构特征上更加贴近实际车辆，能够更为直观的描述悬挂系统与地面之间的复杂运动，从而更适用于高速履带车辆在起伏较大地面的冲击与振动计算。 1 高速履带车辆悬挂系统分析思路 图1 履带车辆简化模型 图1所示的车辆多刚体系统组成为：车体（包括主动轮和诱导轮），负重轮—平衡肘集成结构和履带环。 本文建模的指导思想就是首先获取车辆系统各组成刚体（具体包括：车体、负重轮—平衡肘、履带）的动力学变分形式，建立车辆系统变分方程式(1)，选取车辆系统中相应较为简单的变量作为广义坐标，将车辆系统中各刚体的位置和姿态用广义坐标表示，并最终得到车辆系统的平面动力学微分方程。 根据多刚体系统动力学普遍方程，变分形式如式(1)所示[1]：

直流电机驱动与控制系统设计

直流电机驱动与控制系统设计 【摘要】介绍了基于AT89C52单片机，利用光电传感器检测直流电机的转速，采用PWM调速方式，通过AT89C52单片机产生控制信号直接控制驱动芯片LMD18200，从而间接控制直流电机的速度、正反转，以及停止，并可以调节速度至预先设定的速度。 【关键词】直流电机；单片机；lmd18200；PWM调速 直流电机在机器人和各种自动化控制领域发挥着重要的作用，而对电机速度的控制尤其重要，传统的控制系统通常采用模拟元件，如晶体管、各种线性运算电路等，虽在一定程度上满足了生产要求，但线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，从而使系统的运行特性也随之变化，故系统的运行可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故[1]。直流电机的数字控制已经成为了电动机控制的发展趋势，用单片机对电动机进行控制是实现电机数字控制的最常用手段，但是仅仅使用单片机进行控制会使运行程序复杂。为了减小单片机的负担，本文使用专门的直流电机控制芯片LMD18200，设计了一种基于单片机的直流电机驱动控制系统。 1.硬件电路的组成 系统硬件电路结构框图如图1所示，主要包括单片机电路、稳压电路、转速检测电路、转数显示电路、隔离电路、LMD18200驱动电路等。 1.1 稳压电路 硬件系统需要两个不同大小的电压供电。一个电压是所用驱动芯LMD18200电源端口的电压，该电压最大可以使用55V，在该硬件电路中使用的是24V；另一个电压大小为5V，该电压提供给单片机、转数测量电路中的LM393芯片以及隔离电路中的光电耦合芯片6N137。为了减少成本，硬件调试方便及满足设计的合理性，本设计中使用了稳压芯片LM7805，从而实现一个24V电源对整个硬件电路供电。具体电路如图2所示。电路左边接入24V的电经过稳压芯片LM7805将右边输出电压稳定到5V。 1.2 隔离电路 单片机输出的控制信号包括PWM控制信号和转向信号。由于驱动芯片LDM18200的控制信号是由单片机产生的，而驱动芯片输入电压较大，如果电路发生问题，电流就直接流入单片机，这样会对单片机造成损害，为了解决这个问题，在单片机和驱动芯片之间接入隔离电路，从而使单片机和驱动芯片进行隔离。同时考虑到PWM信号频率高[2]，高达16.5khz，普通的光电隔离器件不能应用，故选用了高速光电耦合器芯片6N137。以PWM信号为例，转向信号类似，具体电路如图3所示，该种连接方法在传输过程中逻辑状态不变，单片机产生的PWM 信号从芯片6N137的3号引脚输入，从网络标号PWM端输出。 1.3 转速检测电路 采用光电传感器测量直流电机的转速。在直流电机转轴的末端贴上一个黑白交替的塑料卡片，该塑料卡片由三层组成，上下两层由透明塑料组成，中间夹着十张均匀分布的小黑纸。根据光电传感器的工作原理，直流电机转动一周，光电传感器输出引脚输出十个脉冲信号。同时考虑到光电传感器输出的脉冲信号不规则，将其输入到单片机后，不宜于单片机对其识别，因此在光电传感器的输出引脚连接一个由运放芯片LM393组成的脉冲整形电路[3]。具体电路如图4所示，

履带小车的机械设计

毕业设计指导书 课题项目6:履带小车的机械设计（附参考资料） 一、设计目的 1、通过毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、基 本技能进行分析和解决实际问题的能力。 2、使学生能用UGnx6进行机械设计，设计出履带小车的实体设计， 螺钉螺母和轴承等标准件的选用。 3、使学生能设计数控机床的电气系统，如采用单片机系统控制双电 机的工作等。 二、课题介绍 1.设计内容： 本设计将侧重于机械设计，同时包含电气系统的设计。 以设计履带小车为载体，掌握机械设计的核心技术技能，以及履带小车的简易的电气控制系统，机电一体化的毕业设计项目。 2.参考设计要求： 1、本组为3位成员；每位成员分配一定的工作量，即设计某一部 分的机构的设计及UGnx6进行三维建模设计。 2、参考用的“履带小车”总装配图如下。本装配图仅供参考，大 家要自行设计，当然也可参照它进行相关设计等。

4、建议机械设计任务安排：3人的设计团队，设组长一名； 组长进行任务安排，二名同学进行机械设计，利用UGnx6进行三维的机械设计，另一名侧重于电气设计，设计用单片机来控制履带小车的双电机的工作，。 4、电气控制及单片机编程，由组长适当安排。 5、电气部分，设计用单片机来控制履带小车的双电机的工作，双 电机同时工作，小车向前，其中一个电机工作，小车转弯。。 三、设计步骤与安排(12年１1月10日～13年１2月31日) （一）收集资料及方案确定 时间：12年11月10日～12年１1月20日 分好组选定设计课题后，网上查找现市场上“履带小车”的信息， 如图片、价格及技术规格等等；并查找与课题相关资料：如微型电机、

直流电机控制系统设计范本

直流电机控制系统 设计

XX大学 课程设计 （论文）题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师

沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院（系）自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 7 月 9 日至 7 月 20 日 课程设计的内容及要求： 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 （1）掌握直流电机的工作原理及编程方法。 （2）掌握直流电机驱动电路的设计方法。 （3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。 （4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。 （5）完成系统硬件电路的设计。 （6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。

指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 目录 0 前言...................................................................................... 错误!未定义书签。 1 总体方案设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.1 系统方案 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 系统构成 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 电路工作原理............................................................... 错误!未定义书签。 1.4 方案选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2 硬件电路设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2.1 系统分析与硬件设计................................................... 错误!未定义书签。 2.2 单片机AT89C52............................................................ 错误!未定义书签。 2.3 复位电路和时钟电路................................................... 错误!未定义书签。 2.4 直流电机驱动电路设计 ............................................... 错误!未定义书签。 2.5 键盘电路设计............................................................... 错误!未定义书签。 3 软件设计 ............................................................................ 错误!未定义书签。 3.1 应用软件的编制和调试 ............................................... 错误!未定义书签。 3.2 程序总体设计............................................................... 错误!未定义书签。 3.3 仿真图形 ...................................................................... 错误!未定义书签。 4 调试分析 .............................................................................. 错误!未定义书签。

直流电机驱动控制电路_NMosfet

1 引言 长期以来，直流电机以其良好的线性特性、优异的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。特别随着计算机在控制领域，高开关频率、全控型第二代电力半导体器件(GTR、GTO、MOSFET、IGBT等)的发展，以及脉宽调制(PWM)直流调速技术的应用，直流电机得到广泛应用。为适应小型直流电机的使用需求，各半导体厂商推出了直流电机控制专用集成电路，构成基于微处理器控制的直流电机伺服系统。但是，专用集成电路构成的直流电机驱动器的输出功率有限，不适合大功率直流电机驱动需求。因此采用N沟道增强型场效应管构建H桥，实现大功率直流电机驱动控制。该驱动电路能够满足各种类型直流电机需求，并具有快速、精确、高效、低功耗等特点，可直接与微处理器接口，可应用PWM技术实现直流电机调速控制。 2 直流电机驱动控制电路总体结构 直流电机驱动控制电路分为光电隔离电路、电机驱动逻辑电路、驱动信号放大电路、电荷泵电路、H桥功率驱动电路等四部分，其电路框图如图一 由图可以看出，电机驱动控制电路的外围接口简单。其主要控制信号有电机运转方向信号Dir电机调速信号PWM及电机制动信号Brake，Vcc为驱动逻辑电路部分提供电源，Vm为电机电源电压，M+、M-为直流电机接口。 在大功率驱动系统中，将驱动回路与控制回路电气隔离，减少驱动控制电路对外部控制电路的干扰。隔离后的控制信号经电机驱动逻辑电路产生电机逻辑控制信号，分别控制H桥的上下臂。由于H桥由大功率N沟道增强型场效应管构成，不能由电机逻辑控制信号直接驱动，必须经驱动信号放大电路和电荷泵电路对控制信号进行放大，然后驱动H桥功率驱动电路来驱动直流电机。 3 H桥功率驱动原理 直流电机驱动使用最广泛的就是H型全桥式电路，这种驱动电路方便地实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。H桥功率驱动原理图如图2所示。

数控机床驱动与控制标准系统

第四章数控机床的驱动与控制系统 第一节位移、速度、位置传感器 数控机床若按伺服系统有无检测装置进行分类，可分为开环系统和闭环(或半环)系统。也就是说检测装置是闭环(半闭环)系统的重要部件之一，它的作用是测量工作实际位移并反馈送至数控装置，使工作台按规定的路径精确移动。因此对于闭环系统来说，检测装置决定了它的定位精度和加工精度。数控机床对检测装置的主要要求为： (1)工作可靠，抗干扰性强； (2)使用维护方便，适应机床的工作环境； (3)满足精度和速度的要求； (4)成本低。 通常，数控装置要求位置检测的分辨率为0.001～0.0lmm；测量精度为±0.002～±0.02mm／m，能满足数控机床以1～l0m／min的最大速度移动． 位置检测装置的分类列表于4－1中。本章仅就其中常用的检测装置(旋转变压器感应同步器光栅、磁栅、编码盘)的结构和原理予以讲述。 旋转变压器

是一种常用的转角检测元件，由于它结构简单，工作可靠，且其精度能满足一般的检测要求，因此被广泛应用在数控机床上。 工作原理 当转子绕组的磁轴与定子绕组的磁轴自垂直位置转动一角度θ时，绕组中产生的感应电势应为 E1＝nV1sinθ ＝nV m sinωt sinθ 式中n——变压比； V1——定子的输入电压； V m——定子最大瞬时电压。 当转子转到两磁轴平行时(即θ＝90o)，转子绕组中感应电势最大，即 E1＝nV m sinωt 旋转变压器的应用 V3＝nV m sinωt sinθ1 + nV m cosωt cosθ1 ＝nV m cos(ωt –θ1) ?感应同步器 感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按其结构特点一般可分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成；旋转式感应同步器由转子和定子组成。前者用于直线位移的测量，后者用于角度位移的测量。 它们的工作原理都与旋转变压器相似。感应同步器具有检测精度高、抗干扰性强、寿命长、维护方便、成本低、工艺性好等优点，广泛应用于高精度的数控机床。本节主要以直线式感应同步器为例，对其结构特点和工作原理进行讲述。

电机驱动控制系统

电机驱动控制系统 摘要 由于单片机具有体积小、集成度高、运算速度快、运行可靠、应用灵活、价格低廉以及面向控制等特点，因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到广泛的应用，而且发展非常迅猛。随着单片机应用技术水平不断提高，目前单片机的应用领域已经遍及几乎所有的领域。 与交流电动机相比，直流电机结构复杂、成本高、运行维护困难，但是直流电机具有良好的调速性能、较大的启动转矩和过载能力强等许多优点，因此在许多行业仍大量应用。近年来，直流电动机的机构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）已成为直流电机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能良好、效率高等优点，更重要的是这种控速方式很容易在单片机控制系统中实现，因此具有很好的发展前景。 本设计为单片机控制直流电机，以AT89C51单片机为核心，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。由键盘控制电动机执行启停、速度和方向等各种功能，用红外对管测量电机的实际转速，并通过1602液晶显示出控制效果。设计上，键盘输入采用阵列式输入，用4*4的矩阵键盘形式，这样可以有效的减少对单片机I/O口的占用。

关键词：AT89C51 PWM 电机测速 一、硬件设计 1、总体设计

20 929303456781011121314151617318RFB 91112 10k 23

1918 2122232425262728 1.2.2 1602液晶显示模块 本模块实现了转速等显示功能。 D ：方向；占空比；预设转速；实测速度； 1.2.3键盘模块 根据实验要求，需由按键完成对直流电机的控制功能，并经分 析得出需要16个按键，为节省I/O 口并配合软件设计，此模块使用了4*4的矩阵模式。并通过P1口与主机相连。 1.2.4 PWM 驱动电路模块设计与比较

电机驱动控制系统

电机驱动控制系统 “安邦信”是中国变频器行业的一块老品牌，在技术上沉淀了二十几年，在产、学、研、市场应用的道路上积累深厚的经验。1992年3月在江苏徐州成立，1998年10月迁址深圳，更名为“深圳市安邦信电子有限公司”是第一批国家电子工业部20家变频器企业之一，专注于变频器的研发、生产和销售，快速为客户提供个性化的解决方案。 “安邦信”是国内少数同时生产高、中、低压变频器的企业，主要服务于装备制造业、节能环保、新能源三大领域，营销网络遍布全国。公司在国产品牌厂商中名列前茅，其中专用变频系列产品在多个细分行业处于业内首创或领先地位。 “安邦信”旗下的电机科技有限公司，具有30年多年专注工业电动机与汽车电机的研发、制造历史。拥有先进自动化生产线和专业检测设备，拥有资深的专业电机设计、工艺，工装设计工程师。 多年来，始终坚持“产品做精、市场做专”的经营方针。投重金搭建研发平台，精诚与多所院校建立研发联盟。获得了各种技术专利100多项，掌握了永磁同步、异步、电流开环、闭环矢量控制与485、CAN、PROFIBUS通讯的技术。完成了40V-1000V电压等级，0.4KW-8700KW功率等级产品供货能力。市场横跨电动汽车、工业控制两大行业领域，在电动汽车领域具有永磁电机、异步电机控制，40V-560V电压等级、1.5KW-250KW功率范围，风冷、水冷、油冷全系列的产品供应。当前生产的电动车电机有高效永磁同步电机，高效铜转子异步电机，高效鼠笼式异步电机三大系列。 “安邦信”制造基地根据公司的研发优势，大量采用自动化生产设备，生产设备及仪器业内领先，空间布局，生产线结构都依据国际标准设计，年产能超过15万台。 规范的流程，先进的设备，敬业的员工是安邦信制造体系的核心竞争力，严谨而人性化的生产管理实现了大规模生产效应。 电机驱动控制系统产品 “安邦信”针对市场的需求研发出电机驱动控制系统产品，形成一套驱控体系，为整车厂提供电机驱控系统解决方案，提高整车效率。其中72V，7.5KW和144V，15KW系列产品，经过市场验证，深受好评获得客户良好认可。 7.5KW和15KW电机驱动控制器系统，电机驱动控制系统具有高峰值转矩、高可靠性、低成本的特点。同时具有高效异步铜转子电机采用双冷技术，同步降低电机定转子温度，电机具有高效、高功率密度、

数控机床的驱动与控制系统

第四章数控机床的驱动与控制系统学 时 章节教学内容重点、难点 2 §4-1 位移、速度、位置传感器理解其应用情况 1 §4- 2 进给伺服驱动系统 4 §4-3.1 典型进给伺服系统(位置控制) ——步进式伺服系统 掌握系统的组成及工作 原理 1 §4-3. 2 闭环、半闭环进给伺服系统 第一节位移、速度、位置传感器 数控机床若按伺服系统有无检测装置进行分类，可分为开环系统和闭环(或半环)系统。也就是说检测装置是闭环(半闭环)系统的重要部件之一，它的作用是测量工作实际位移并反馈送至数控装置，使工作台按规定的路径精确移动。因此对于闭环系统来说，检测装置决定了它的定位精度和加工精度。数控机床对检测装置的主要要求为： (1)工作可靠，抗干扰性强； (2)使用维护方便，适应机床的工作环境； (3)满足精度和速度的要求； (4)成本低。 通常，数控装置要求位置检测的分辨率为0.001～0.0lmm；测量精度为±0.002～±0.02mm／m，能满足数控机床以1～l0m／min的最大速度移动． 位置检测装置的分类列表于4－1中。本章仅就其中常用的检测装置(旋转变压器感应同步器光栅、磁栅、编码盘)的结构和原理予以讲述。 旋转变压器 位置检测装置分类

是一种常用的转角检测元件，由于它结构简单，工作可靠，且其精度能满足一般的检测要求，因此被广泛应用在数控机床上。 ?工作原理 当转子绕组的磁轴与定子绕组的磁轴自垂直位置转动一角度θ时，绕组中产生的感应电势应为 E1＝nV1sinθ ＝nV m sinωt sinθ 式中n——变压比； V1——定子的输入电压； V m——定子最大瞬时电压。 当转子转到两磁轴平行时(即θ＝90o)，转子绕组中感应电势最大，即 E1＝nV m sinωt ?旋转变压器的应用 V3＝nV m sinωt sinθ1 + nV m cosωt cosθ1 ＝nV m cos(ωt –θ1) ?感应同步器 感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按其结构特点一般可分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成；旋转式感应同步器由转子和定子组成。前者用于直线位移的测量，后者用于角度位移的测量。 它们的工作原理都与旋转变压器相似。感应同步器具有检测精度高、抗干扰性强、寿命长、维护方便、成本低、工艺性好等优点，广泛应用于高精度的数控机床。本节主要以直线式感应同步器为例，对其结构特点和工作原理进行讲述。

直流电机的H型驱动

电动小车的电机驱动及控制探讨 一个电动小车整体的运行性能，首先取决于它的电池系统和电机驱动系统。电动小车的驱动系统一般由控制器、功率变换器及电动机三个主要部分组成。电动小车的驱动不但要求电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性，而且电机的转矩-转速特性受电源功率的影响，这就要求驱动具有尽可能宽的高效率区。我们所使用的电机一般为直流电机，主要用到永磁直流电机、伺服电机及步进电机三种。直流电机的控制很简单，性能出众，直流电源也容易实现。本文即主要介绍这种直流电机的驱动及控制。 1．H 型桥式驱动电路 直流电机驱动电路使用最广泛的就是H型全桥式电路，这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。它的基本原理图如图1所示。 全桥式驱动电路的4只开关管都工作在斩波状态，S1、S2为一组，S3、S4 为另一组，两组的状态互补，一组导通则另一组必须关断。当S1、S2导通时，S3、 S4关断，电机两端加正向电压，可以实现电机的正转或反转制动；当S3、S4导通时，S1、S2关断，电机两端为反向电压，电机反转或正转制动。

在小车动作的过程中，我们要不断地使电机在四个象限之间切换，即在正转和反转之间切换，也就是在S1、S2导通且S3、S4关断，到S1、S2关断且S3、 S4导通，这两种状态之间转换。在这种情况下，理论上要求两组控制信号完全互补，但是，由于实际的开关器件都存在开通和关断时间，绝对的互补控制逻辑必然导致上下桥臂直通短路，比如在上桥臂关断的过程中，下桥臂导通了。这个过程可用图2说明。 因此，为了避免直通短路且保证各个开关管动作之间的协同性和同步性，两组控制信号在理论上要求互为倒相的逻辑关系，而实际上却必须相差一个足够的死区时间，这个矫正过程既可以通过硬件实现，即在上下桥臂的两组控制信号之间增加延时，也可以通过软件实现（具体方法参看后文）。 驱动电流不仅可以通过主开关管流通，而且还可以通过续流二极管流通。当电机处于制动状态时，电机便工作在发电状态，转子电流必须通过续流二极管流通，否则电机就会发热，严重时烧毁。 开关管的选择对驱动电路的影响很大，开关管的选择宜遵循以下原则： （1）由于驱动电路是功率输出，要求开关管输出功率较大； （2）开关管的开通和关断时间应尽可能小；

直流电机控制系统

单片机应用课程设计任务书 2013－2014学年第一学期第16周－16周 题目直流电机控制系统 容及要求 结合微机原理、单片机技术知识，查阅有关资料，设计一个能够控制直流电机定时正反转的自动控制系统，通过仿真实现。要求电机采用PWM无级调速，定时时间通过拨码开关设置，转速通过电位器设置，采用发光二极管显示电机旋转状态。 进度安排 1、查找资料，提出总体方案1天 2、分析、设计、调试、实现3天 3、检查、整理、写设计报告、小结1天 学生姓名： 指导时间：指导地点：任务下达任务完成 考核方式 1.评阅√ 2.答辩√ 3.实际操作√ 4.其它□

指导教师系（部）主任 摘要 本文是对直流电机PWM调速器设计的研究主要实现对电机的控制。本课程设计主要是实现PWM调速器的加速、减速、停止等操作。并实现电路的仿真。为实现系统的微机控制在设计中采用了AT89C51单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分配以各种显示、驱动模块实现对电动机转速参数的显示和测量，利用ADC0809进行模数转换，由命令输入模块及H型驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入单片机在程序控制下，利用H型驱动电路完成电机正反转控制.在设计中采用PWM调速方式通过改变PWM的占空比从而改变电动机的电枢电压，就是通过调节电位器的位置，进而实现对电动机的调速。然后通过拨码开关设置定时正反转的时间。设计的整个控制系统在硬件结构上采用了大量的集成电路模块大大简化了硬件电路提高了系统的稳定性和可靠性使整个系统的性能得到提高。 关键词：AT89C51单片机L298直流电机ADC0809

[Abstract] Motor plays an important role in all walks of life,and the motor speed motor is o ne of the important performance,thus measuring the rotational speed of the motor and the motor speed,to make it meet the needs of people.With the development of science and technology,PWM control of motor speed in a way to become.This desi gn is a single chip AT89S52and L298control of DC motor PWM speed control syste m,using AT89S52chip for low cost DC motor control system design,using PWM control mode,by changing the PWM duty ratio so as to change the motor armature voltage,and then the motor speed control.Design of th e whole control system,the hardware structure using a large number of integrated ci rcuit module,greatly simplifying the hardware circuit,improves the stability and relia bility of the system,so that the performance of the whole system is improved.Realiza tion of the motor is transferred,reverse,acceleration,deceleration control [Key Words]AT89S52、DC motor、PWM Speed Autormatic、L298、ADC0809

直流电驱动控制系统

直流电驱动控制系统采用西门子6RA70系列直流调速装置，它是将恒压恒频的交流电源通过6脉动（或12脉动）整流装置，变成连续可调的直流电压，从而驱动直流电机来满足对石油钻机的绞车、转盘和泥浆泵的控制；采用“一对一”或“一对二”控制方式。系统运行稳定、可靠、安全，具有完善的保护功能。 直流电驱动控制系统技术参数 ?额定输入电压：AC600V 50HZ/60HZ 3相 ?额定输出电压：DC0～750V连续可调 ?持续输出电流：2300A （“一对一”系统1150A） ?短时最大电流：2800A（60S）（1800A） 直流电驱动控制系统技术特点 ?绞车/转盘：“一对一”或“一对二”控制方式 ?泥浆泵：“一对二”控制方式 ?进口主断路器，抽屉式结构，手动储能合闸 ?大容量、模块化、风冷型功率单元，散热效果好，更换方便。 ?采用进口全数字调速控制器 ?强大的运算及控制功能 ?所有参数均可由键盘修改 ?具有完善的故障自诊断、自保护功能 ?有多个DI/DO,AI/AO端口可编程选用 ?可通过现场总线与PLC实现通讯 ?绞车电机可实现能耗制动 ?转盘具有软扭矩功能 ?泥浆泵可实现软泵运行 保护功能 ?交流输入电压失压保护 ?SCR桥过流保护 ?功率单元内部短路保护 ?最大输出电流限制 ?直流电机失风保护 ?双电机失步 ?直流母线接地保护 ZJ50D/ZJ70D型SCR传动控制柜 每套直流传动系统包括晶闸管整流桥、直流控制模块、冷却风机、浪涌抑制电路、接触器控制电路和皮带轮防滑保护电路等装置，均安装在一个驱动柜中。该柜性能优越、可靠性高、操作和维修简便。SCR柜输出可调电压0-750VDC，电流可达1950ADC。柜子的上端装有2000A的断路器，具有欠压脱扣线圈和辅助触点。面板上安装电压表(0-1000VDC)、电流表(0-2000ADC)和通电指示灯等装置。SCR整流桥下用风机强制冷却。在整流桥的每相输入端装有熔断器，附有微动开关，它与温度传感器和进线断路器的脱扣线圈互锁。微动开关断开表示主熔断器损坏。温度过高时，温度传感器断开，常闭触点，无论主熔断器损坏或柜内温度过高都可使断路器脱扣跳闸。柜中安装的浪涌抑制电路，可减弱危害SCR元件的任何尖脉冲。