直流電機(jī)PWM調(diào)速控制系統(tǒng)的開題報(bào)告

1、畢業(yè)論文開題報(bào)告題目：基于單片機(jī)的直流電機(jī)PWM調(diào)速控制系統(tǒng)學(xué) 院：信息與工程學(xué)院專 業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程年 級：姓 名:指導(dǎo)教師：職 稱：1.本選題的理由及意義現(xiàn)在電氣傳動的主要方向之一是電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用微處理器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，近年來，隨著科技的進(jìn)步，直流電機(jī)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，直流具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑，方便，調(diào)速范圍廣，過載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)頻繁的無極快速起動、制動和反轉(zhuǎn)，需要滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊要求，從而對直流電機(jī)提出了較高的要求，改變電樞回路電阻調(diào)速、改變電壓調(diào)速等技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代科技的要求，并且隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各個行業(yè)對直

2、流電機(jī)的需求愈益增大，并對其性能提出了更高的要求。為此，研究并制造高性能、高可靠性的直流電機(jī)控制系統(tǒng)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本題正是以此為出發(fā)點(diǎn), 利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的監(jiān)測和控制。2.需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決問題的思路關(guān)鍵問題一：如何選擇合適的單片機(jī) 如何選擇合適的單片機(jī)是本課題待解決的第一個問題。綜合各方面因素考慮，本課題將采用AT89S52,利用AT89S52芯片進(jìn)行低成本直流電動機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠簡化系統(tǒng)構(gòu)成、降低系統(tǒng)成本、增強(qiáng)系統(tǒng)性能、滿足更多應(yīng)用場合的需要。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、急停、加速、減速的控制。關(guān)鍵問題二：如何選擇合適的電機(jī)驅(qū)動如何選擇合適的電機(jī)驅(qū)動是本

3、課題待解決的第二個問題。綜合各方面因素考慮，本課題將采用L6203電機(jī)驅(qū)動，L6203是DMOS全橋直流驅(qū)動器,OUT1和OUT2之間接直流電機(jī),ENABLE=1時,將PWM信號給IN1,PWM信號反向后給IN2,這樣調(diào)整PWM即可改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。關(guān)鍵問題三：采用何種方法來改變占空比如何選改變占空比是本課題待解決的第三個問題。改變占空比的方法通常有定寬調(diào)頻法，調(diào)頻調(diào)寬法，定頻調(diào)寬法,由于前兩種方法在調(diào)速時改變了控制脈沖的周期(或頻率),當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時,將會引起震蕩,因此采用定頻調(diào)寬法來改變占空比。關(guān)鍵問題四：軟件編程及調(diào)試軟件編程及調(diào)試是本題待解決的第四個問題，也是

4、最為重要關(guān)鍵的問題，關(guān)系著該系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)其功能。創(chuàng)新點(diǎn)及實(shí)踐價(jià)值采用PWM技術(shù)可以避免傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)模擬電路容易隨時間飄移、產(chǎn)生一些不必要的熱損耗、以及對噪聲敏感等缺點(diǎn)，并且PWM調(diào)速系統(tǒng)低速特性好，動態(tài)抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn).由此來實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的啟動、停止、加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)以及速度的動態(tài)顯示，并且大幅度提高了轉(zhuǎn)速顯示的精確性。4.完成本選題所需的工作條件（如資料、工具書、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)繪圖、實(shí)驗(yàn)、調(diào)研）及解決辦法工具：（1）直流電機(jī)原理簡述的相關(guān)資料PWM控制轉(zhuǎn)速等的一些資料模電、數(shù)電書籍焊接工具一套參考文獻(xiàn)：1 林金陽,王明福. HYPERLINK /kns50/detail.aspx?fil

5、ename=CGCZ200903010&dbname=CJFD2009&filetitle=%e5%9f%ba%e4%ba%8eMC51%e5%8d%95%e7%89%87%e6%9c%ba%e7%9a%84%e7%9b%b4%e6%b5%81%e7%94%b5%e6%9c%baPWM%e8%b0%83%e9%80%9f%e7%b3%bb%e7%bb%9f t _top基于MC51單片機(jī)的直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)J. HYPERLINK /kns50/Navi/Bridge.aspx?DBCode=cjfd&LinkType=BaseLink&Field=BaseID&TableName=CJF

6、DBASEINFO&NaviLink=%e9%95%bf%e6%98%a5%e5%b7%a5%e7%a8%8b%e5%ad%a6%e9%99%a2%e5%ad%a6%e6%8a%a5(%e8%87%aa%e7%84%b6%e7%a7%91%e5%ad%a6%e7%89%88)&Value=CGCZ t _blank長春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), HYPERLINK /kns50/Navi/Bridge.aspx?DBCode=cjfd&LinkType=IssueLink&Field=BaseID*year*issue&TableName=CJFDYEARINFO&Value=CGCZ*20

7、09*03&NaviLink=%e9%95%bf%e6%98%a5%e5%b7%a5%e7%a8%8b%e5%ad%a6%e9%99%a2%e5%ad%a6%e6%8a%a5(%e8%87%aa%e7%84%b6%e7%a7%91%e5%ad%a6%e7%89%88) t _blank2009,(03) .2 王蘇. HYPERLINK /kns50/detail.aspx?filename=JXKF200811033&dbname=CJFD2008&filetitle=%e7%9b%b4%e6%b5%81%e7%94%b5%e6%9c%baPWM%e8%b0%83%e9%80%9f%e7%a

8、0%94%e7%a9%b6%e5%8f%8a%e5%8d%95%e7%89%87%e6%9c%ba%e6%8e%a7%e5%88%b6%e5%ae%9e%e7%8e%b0 t _top直流電機(jī)PWM調(diào)速研究及單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)J. HYPERLINK /kns50/Navi/Bridge.aspx?DBCode=cjfd&LinkType=BaseLink&Field=BaseID&TableName=CJFDBASEINFO&NaviLink=%e6%9c%ba%e7%94%b5%e5%b7%a5%e7%a8%8b%e6%8a%80%e6%9c%af&Value=JXKF t _blank機(jī)電工

9、程技術(shù), HYPERLINK /kns50/Navi/Bridge.aspx?DBCode=cjfd&LinkType=IssueLink&Field=BaseID*year*issue&TableName=CJFDYEARINFO&Value=JXKF*2008*11&NaviLink=%e6%9c%ba%e7%94%b5%e5%b7%a5%e7%a8%8b%e6%8a%80%e6%9c%af t _blank2008,(11) .3 方力. HYPERLINK /kns50/detail.aspx?dbname=CJFD2010&filename=JMDB201006020&filetit

10、le=%e5%9f%ba%e4%ba%8e%e5%8d%95%e7%89%87%e6%9c%ba%e7%9a%84%e7%9b%b4%e6%b5%81%e7%94%b5%e5%8a%a8%e6%9c%ba%e6%b5%8b%e6%8e%a7%e7%b3%bb%e7%bb%9f%e8%ae%be%e8%ae%a1 t _blank o 基于單片機(jī)的直流電動機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 相似度 159%基于單片機(jī)的直流電動機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. HYPERLINK /kns/Navi/ScdbBridge.aspx?DBCode=CJFQ&BaseID=ZZHD&UnitCode=&NaviLink=%e6%9c%

11、ba%e6%a2%b0%e5%88%b6%e9%80%a0%e4%b8%8e%e8%87%aa%e5%8a%a8%e5%8c%96 t _blank 機(jī)械制造與自動化, HYPERLINK /kns50/Navi/Bridge.aspx?DBCode=CJFD&LinkType=IssueLink&Field=BaseID*year*issue&TableName=CJFDYEARINFO&Value=JMDB*2010*06&NaviLink=%e4%bd%b3%e6%9c%a8%e6%96%af%e5%a4%a7%e5%ad%a6%e5%ad%a6%e6%8a%a5(%e8%87%aa%e

12、7%84%b6%e7%a7%91%e5%ad%a6%e7%89%88) t _blank2011,(06) 4 鄭憲偉,趙玉林,成廣大.基于AVR單片機(jī)的直流電機(jī)的PWM閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.煤礦機(jī)械，2008,（01）.5 蒲龍梅，李泓.單片機(jī)控制的直流PWM調(diào)速裝置的研究J技術(shù)探討與研究.2006,（03）.6 趙鴻圖. HYPERLINK /kns50/detailref.aspx?filename=DZJS200810027&dbname=CJFD2008&filetitle=%e5%9f%ba%e4%ba%8e%e5%8d%95%e7%89%87%e6%9c%baAT89C51%e7

13、%9a%84%e7%9b%b4%e6%b5%81%e7%94%b5%e6%9c%baPWM%e8%b0%83%e9%80%9f%e7%b3%bb%e7%bb%9f t _top基于單片機(jī)AT89C51的直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)J. HYPERLINK /kns50/Navi/Bridge.aspx?DBCode=CJFD&LinkType=BaseLink&Field=BaseID&TableName=CJFDBASEINFO&NaviLink=%e7%94%b5%e5%ad%90%e6%8a%80%e6%9c%af&Value=DZJS t _blank電子技術(shù), HYPERLINK /kns

14、50/Navi/Bridge.aspx?DBCode=CJFD&LinkType=IssueLink&Field=BaseID*year*issue&TableName=CJFDYEARINFO&Value=DZJS*2008*10&NaviLink=%e7%94%b5%e5%ad%90%e6%8a%80%e6%9c%af t _blank2008,(10) .7 賈玉瑛,王臣.基于單片機(jī)控制的PWM直流調(diào)速系統(tǒng).J.包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào).2005,(12).8 吳澤明,王俊,王景.利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號的軟件實(shí)現(xiàn)方法J.2008,(01).9 HYPERLINK /kns/popup/knet

15、searchNew.aspx?sdb=IPFD&sfield=%e4%bd%9c%e8%80%85&skey=Mengda+Li&scode= t knetMengda Li; HYPERLINK /kns/popup/knetsearchNew.aspx?sdb=IPFD&sfield=%e4%bd%9c%e8%80%85&skey=Xiaobin+Liu+and+Na+Lin+EE+Dept.Northeast+Petroleum+University+Heilongjiang+Daqing+163318&scode= t knetXiaobin Liu and Na Lin EE Dep

16、t. Dual-PWM Four-Quadrant Control System of Induction Motor Based on DSPC. Proceedings of 2010 International Conference on Management Science and Engineering (MSE 2010) (Volume 1). 2010-10-1710 HYPERLINK /kns/popup/knetsearchNew.aspx?sdb=IPFD&sfield=%e4%bd%9c%e8%80%85&skey=Xiaodong+Zhang+Bingshu+Wan

17、g+Yongjun+Lin+Ruiqing+Zhang+School+of+Control+Science+and+Engineering&scode= t knetXiaodong Zhang Bingshu Wang Yongjun; Application Research of PWM Inverter in the Cascade Speed Control System of Inner-feedback MotorC. Proceedings of 2009 9th International Conference on Electronic Measurement & Inst

18、ruments（ICEMI2009）2009-08-165.工作方案分析及進(jìn)度計(jì)劃（一）工作方案分析本系統(tǒng)主要由單片機(jī)小系統(tǒng)模塊、PWM控制模塊、驅(qū)動模塊、電機(jī)參數(shù)采集模塊、轉(zhuǎn)速顯示模塊、電源模塊及按鍵控制模塊組成。總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1 系統(tǒng)整體框圖 圖2系統(tǒng)總體程序流程圖 圖 3 脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)原理圖 圖4 PWM輸出流程圖畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度總體時間安排： 2011-2012 學(xué)年（下）第 1 周第 18 周 具體進(jìn)度安排： 第 1-6 周：資料收集，熟悉課題。撰寫、提交畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書、開題報(bào)告； 第7 周： 閱讀文獻(xiàn)，查閱資料，確定系統(tǒng)功能框架，論文骨架搭建；第 8-9周：論文框架細(xì)化，

19、撰寫綜述、外文翻譯、詳細(xì)方案選擇、確定；第10-12 周：修改綜述、外文翻譯等，最終方案確定、元器件購買等，課題實(shí)施；第13-15 周：各功能部件軟件編寫和硬件設(shè)計(jì)，調(diào)試； 第 16-17 周：軟件與硬件系統(tǒng)調(diào)試，論文記錄成果信息，軟硬件及系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試完成，論文定稿，準(zhǔn)備論文答辯 第 18 周： 完成論文修改，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯，論文修改、打印、裝訂，畢業(yè)設(shè)計(jì)各種材料提交歸檔。如果第一次設(shè)計(jì)答辯未能通過，則2012-2013 學(xué)年（上）第1第5周繼續(xù)細(xì)化設(shè)計(jì)，具體安排如下：第1-3周：通過上次答辯出現(xiàn)的問題，對其進(jìn)行總結(jié)和進(jìn)行改進(jìn)，查看是否還有其他問題，對軟硬件進(jìn)行完善和優(yōu)化；第4周：讓

20、指導(dǎo)老師查看設(shè)計(jì)，請其指出不足和改進(jìn)之處，準(zhǔn)備答辯；第5周：完成論文修改，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯，論文修改、打印、裝訂，畢業(yè)設(shè)計(jì)各種材料提交歸檔。 報(bào)告人： 2012 年10月1日5.指導(dǎo)教師意見5號仿宋-GB2312首行空兩個 間距1.25倍指導(dǎo)老師填寫 指導(dǎo)教師（簽名）：年月日說明：選題論證報(bào)告應(yīng)在教師指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立撰寫。交指導(dǎo)教師審閱，并接受學(xué)校和學(xué)院檢查。附錄資料：不需要的可以自行刪除鋼筋閃光對焊工藝標(biāo)準(zhǔn)交底1 范圍本工藝標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)與民用建筑熱軋鋼筋的連續(xù)閃光焊，預(yù)熱閃光焊、閃光預(yù)熱閃光焊。2 施工準(zhǔn)備2.1材料及主要機(jī)具：2.1.1鋼筋：鋼筋的級別、直徑必須符合設(shè)計(jì)要求，有出

21、廠證明書及復(fù)試報(bào)告單。進(jìn)口鋼筋還應(yīng)有化學(xué)復(fù)試單，其化學(xué)成分應(yīng)滿足焊接要求，并應(yīng)有可焊性試驗(yàn)。2.1.2 主要機(jī)具：對焊機(jī)具及配套的對焊平臺、防護(hù)深色眼鏡、電焊手套、絕緣鞋、鋼筋切斷機(jī)、空壓機(jī)、除銹機(jī)或鋼絲刷、冷拉調(diào)直作業(yè)線。常用對焊機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表420。常用對焊機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表420焊機(jī)型號UN150UN175UN1100UN2150UN171501動夾具傳動方式杠桿擠壓彈簧(人力操縱)電動機(jī)凸輪氣一液壓額定容量KVA5075100150150負(fù)載持續(xù)率%2520202050電源電壓V220/380220/380380380380次級電壓調(diào)節(jié)范圍V2.95.03.527.044.57.6

22、4.058.103.87.6次級電壓調(diào)節(jié)級數(shù)6881616連續(xù)閃光焊鋼筋最大直徑10121216162020252025預(yù)熱閃光焊鋼筋最大直徑mm20223236404040每小時最大焊接件數(shù) 5075203080120冷卻水消耗量 L/h200200200200600壓縮空氣壓力MPa0.550.6壓縮空氣消耗量M3/h1552.2 作業(yè)條件：2.2.1 焊工必須持有有效的考試合格證。2.2.2對焊機(jī)有配套裝置、冷卻水、壓縮空氣等應(yīng)符合要求。2.2.3 電源應(yīng)符合要求，當(dāng)電源電壓下降大于5%，小于8%時，應(yīng)采取適當(dāng)提高焊接變壓器級數(shù)的措施；大于8%時，不得進(jìn)行焊接。2.2.4 作業(yè)場地應(yīng)有安

23、全防護(hù)設(shè)施，防火和必要的通風(fēng)措施，防止發(fā)生燒傷、觸電及火災(zāi)等事故。2.2.5 熟悉料單，弄清接頭位置，做好技術(shù)交底。3 操作工藝3.1 工藝流程：檢查設(shè)備選擇焊接工藝及參數(shù) 試焊、作模擬試件 送試 確定焊接參數(shù) 焊接 質(zhì)量檢驗(yàn)3.1.1 連續(xù)閃光對焊工藝過程：閉合電路閃光/(兩鋼筋端面輕微接觸) 連續(xù)閃光加熱到將近熔點(diǎn)/(兩鋼筋端面徐徐移動接觸) 帶電頂鍛 無電頂鍛3.1.2 預(yù)熱閃光對焊工藝過程：閉合電路 斷續(xù)閃光預(yù)熱/(兩鋼筋端面交替接觸和分開) 連續(xù)閃光加熱到將近熔點(diǎn)/(兩鋼筋端面徐徐移動接觸) 帶電頂鍛 無電頂鍛3.1.3 閃光-預(yù)熱閃光對焊工藝過程：閉合電路 一次閃光閃平端面/(兩鋼

24、筋端面輕微徐徐接觸) 斷續(xù)閃光預(yù)熱/(兩鋼筋端面交替接觸和分開) 二次連續(xù)閃光加熱到將近熔點(diǎn)/(兩鋼筋端面徐徐移動接觸 帶電頂鍛 無電頂鍛3.2 焊接工藝方法選擇：當(dāng)鋼筋直徑較小，鋼筋級別較低，可采用連續(xù)閃光焊。采用連續(xù)閃光焊所能焊接的最大鋼筋直徑應(yīng)符合表421的規(guī)定。當(dāng)鋼筋直徑較大，端面較平整，宜采用預(yù)熱閃光焊；當(dāng)端面不夠平整，則應(yīng)采用閃光一預(yù)熱閃光焊。級鋼筋焊接時，無論直徑大小，均應(yīng)采取預(yù)熱閃光焊或閃光一預(yù)熱閃光焊工藝。連續(xù)閃光焊鋼筋上限直徑 表421焊機(jī)容量(KVA)鋼筋級別鋼筋直徑(mm)150級級級252220100級級級20181675級級級1614123.3 焊接參數(shù)選擇：閃光對

25、焊時，應(yīng)合理選擇調(diào)伸長度、燒化留量、頂鍛留量以及變壓器級數(shù)等焊接參數(shù)。3.4 檢查電源、對焊機(jī)及對焊平臺、地下鋪放的絕緣橡膠墊、冷卻水、壓縮空氣等，一切必須處于安全可靠的狀態(tài)。3.5 試焊、做班前試件；在每班正式焊接前，應(yīng)按選擇的焊接參數(shù)焊接6個試件，其中3個做拉力試驗(yàn)，3個做冷彎試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)合格后，方可按確定的焊接參數(shù)成批生產(chǎn)。3.6 對焊焊接操作：3.6.1 連續(xù)閃光焊：通電后，應(yīng)借助操作桿使兩鋼筋端面輕微接觸，使其產(chǎn)生電阻熱，并使鋼筋端面的凸出部分互相熔化，并將熔化的金屬微粒向外噴射形成火光閃光，再徐徐不斷地移動鋼筋形成連續(xù)閃光，待預(yù)定的燒化量消失后，以適當(dāng)壓力迅速進(jìn)行頂鍛，即完成整個連

26、續(xù)閃光焊接。3.6.2 預(yù)熱閃光焊：通電后，應(yīng)使兩根鋼筋端面交替接觸和分開，使鋼筋端面之間發(fā)生斷續(xù)閃光，形成燒化預(yù)熱過程。當(dāng)預(yù)熱過程完成，應(yīng)立即轉(zhuǎn)入連續(xù)閃光和頂鍛。3.6.3 閃光一頂熱閃光焊：通電后，應(yīng)首先進(jìn)行閃光，當(dāng)鋼筋端面已平整時，應(yīng)立即進(jìn)行預(yù)熱、閃光及頂鍛過程。3.6.4 保證焊接接頭位置和操作要求：焊接前和施焊過程中，應(yīng)檢查和調(diào)整電極位置，擰緊夾具絲桿。鋼筋在電極內(nèi)必須夾緊、電極鉗口變形應(yīng)立即調(diào)換和修理。 鋼筋端頭如起彎或成“馬蹄”形則不得焊接，必須煨直或切除。 鋼筋端頭120mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污，必須清除干凈。 焊接過程中，粘附在電極上的氧化鐵要隨時清除干凈。 接近焊接接頭區(qū)段應(yīng)

27、有適當(dāng)均勻的鐓粗塑性變形，端面不應(yīng)氧化。 焊接后銷冷卻才能松開電極鉗口，取出鋼筋時必須平穩(wěn)，以免接頭彎折。3.7 質(zhì)量檢查：在鋼筋對焊生產(chǎn)中，焊工應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行自檢，若發(fā)現(xiàn)偏心、彎折、燒傷、裂縫等缺陷，應(yīng)切除接頭重焊，并查找原因，及時消除。4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)4.1 保證項(xiàng)目：4.1.1 鋼筋的品種和質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。注：進(jìn)口鋼筋需先經(jīng)過化學(xué)成分檢驗(yàn)和焊接試驗(yàn)，符合有關(guān)規(guī)定后方可焊接。檢驗(yàn)方法：檢查出廠證明書和試驗(yàn)報(bào)告單。4.1.2 鋼筋的規(guī)格、焊接接頭的位置、同一截面內(nèi)接頭的百分比，必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。檢驗(yàn)方法：觀察或尺量檢查。4.1.3 對焊接頭的力學(xué)性能檢驗(yàn)必須合格。力學(xué)性能檢驗(yàn)時，應(yīng)從每批接頭中隨機(jī)切取6個試件，其中3個做拉伸試驗(yàn)，3個做彎曲試驗(yàn)。 在同一臺班內(nèi)，由同一焊工完成的300個同級別、同直徑鋼筋焊接接頭作為一批。若同一臺班內(nèi)焊接的接頭數(shù)量較少，可在一周之內(nèi)累計(jì)計(jì)算。若累計(jì)仍不足300個接頭，則應(yīng)按一批計(jì)算。檢驗(yàn)方法：檢查焊接試件試驗(yàn)報(bào)告單。4.2 基本項(xiàng)目：鋼筋閃光對