自動(dòng)化畢設(shè)開題報(bào)告-模板

河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目名稱基于51單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)選題的目的和意義：在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，自動(dòng)控制系統(tǒng)，電子儀器設(shè)備、家用電器、電子玩具等等方面，直流電機(jī)都得到了廣泛的應(yīng)用。大家熟悉的錄音機(jī)、電唱機(jī)、錄相機(jī)、電子計(jì)算機(jī)等，都不能缺少直流電機(jī)。所以直流電機(jī)的控制是一門很實(shí)用的技術(shù)。直流電機(jī)，大體上可分為四類：幾相繞組的步進(jìn)電機(jī)、永磁式換流器直流電機(jī)、伺服電機(jī)、兩相低電壓交流電機(jī)。直流電機(jī)具有良好的啟動(dòng)性能和調(diào)速特性，它的特點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，最大轉(zhuǎn)矩大，能在寬廣的范圍內(nèi)平滑、經(jīng)濟(jì)地調(diào)速，轉(zhuǎn)速控制容易，調(diào)速后效率很高。與交流調(diào)速相比，直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，維護(hù)工作量大。隨著大功率晶體管的問世以及矢量控制技術(shù)的成熟，使得矢量控制變頻技術(shù)獲得迅猛發(fā)展，從而研制出各種類型、各種功率的變頻調(diào)速裝置，并在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。適用范圍：直流調(diào)速器在數(shù)控機(jī)床、造紙印刷、紡織印染、光纜線纜設(shè)備、包裝機(jī)械、電工機(jī)械、食品加工機(jī)械、橡膠機(jī)械、生物設(shè)備、印制電路板設(shè)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、焊接切割、輕工機(jī)械、物流輸送設(shè)備、機(jī)車車輛、醫(yī)療設(shè)備、通訊設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備、衛(wèi)星地面接受系統(tǒng)等行業(yè)廣泛應(yīng)用。高性能的交流傳動(dòng)應(yīng)用比重逐年上升，在工業(yè)部門中，用可調(diào)速交流傳動(dòng)取代直流傳動(dòng)將成為歷史的必然。

盡管如此，我認(rèn)為設(shè)計(jì)一個(gè)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，不論是從學(xué)習(xí)還是實(shí)踐的角度，對(duì)一名自動(dòng)化專業(yè)的大學(xué)生都會(huì)產(chǎn)生積極地作用，有利于提高學(xué)習(xí)熱情。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)述：由于直流調(diào)速控制系統(tǒng)具有良好的啟制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)及調(diào)速等性能，目前在調(diào)速領(lǐng)域中仍占主要地位。按供電方式，它可分交流機(jī)組供電、整流供電和晶閘管供電三類。其中，晶閘管供電的直流調(diào)速控制系統(tǒng)具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，在國(guó)內(nèi)外已取代了其他兩種供電方式。1964年A.Schonung和H.stemmler首先提出把PWM技術(shù)應(yīng)用到電機(jī)傳動(dòng)中，從此為電機(jī)傳動(dòng)的推廣應(yīng)用開辟了新的局面。進(jìn)入70年代以來(lái)，體積小、耗電少、成本低、速度快、功能強(qiáng)、可靠性高的大規(guī)模集成電路微處理器已經(jīng)商品化，把電機(jī)控制推上了一個(gè)嶄新的階段，以微處理器為核心的數(shù)字控制（簡(jiǎn)稱微機(jī)數(shù)字控制）成為現(xiàn)代電氣傳動(dòng)系統(tǒng)控制器的主要形式。PWM常取代數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）用于功率輸出控制，其中，直流電機(jī)的速度控制室最常見的應(yīng)用。通常PWM配合橋式驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)直流調(diào)速，非常簡(jiǎn)單，且調(diào)速范圍大。在直流電動(dòng)機(jī)的控制中，主要使用定頻調(diào)寬法。本文主要研究直流調(diào)速系統(tǒng)，它主要由三部分組成，包括控制電路設(shè)計(jì)部分、主電路設(shè)計(jì)部分及顯示電路設(shè)計(jì)部分。長(zhǎng)期以來(lái)，直流電動(dòng)機(jī)因其具有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速比較靈活、方法簡(jiǎn)單、易于大范圍內(nèi)平滑調(diào)速、控制性能好等特點(diǎn)，在傳動(dòng)領(lǐng)域占有一定地位。微機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，在控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)對(duì)基于51單片機(jī)的直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了較深入的研究，從直流調(diào)速系統(tǒng)原理出發(fā)，逐步建立了單閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。用微機(jī)硬件和軟件發(fā)展的最新成果，探討一個(gè)將微機(jī)和電力拖動(dòng)控制相結(jié)合的新的控制方法，研究工作在對(duì)控制對(duì)象全面回顧的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)控制部分展開研究，它包括對(duì)實(shí)現(xiàn)控制所需要的硬件和軟件的探討，控制策略和控制算法的探討等內(nèi)容。在硬件方面充分利用微機(jī)外設(shè)接口豐富，運(yùn)算速度快的特點(diǎn)，采取軟件和硬件相結(jié)合的措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的控制。本設(shè)計(jì)將分析系統(tǒng)工作原理和提高調(diào)速性能的方法。在微機(jī)控制方面，討論顯示、PWM、H橋、霍爾元件測(cè)速的原理,并給出了軟、硬件實(shí)現(xiàn)方案。該方案以驅(qū)動(dòng)芯片與一些外圍電路。通過實(shí)時(shí)測(cè)試，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，此調(diào)速系統(tǒng)可獲得快速、精確的調(diào)速效果。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所采用的研究方法和手段：通過圖書館查閱相關(guān)書籍，導(dǎo)師提供的部分資料和網(wǎng)上的相關(guān)素材，經(jīng)過認(rèn)真學(xué)習(xí)，分析，整理后，確定本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用51單片機(jī)對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。用單片機(jī)控制晶閘管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們采用了定頻調(diào)寬方式，因?yàn)椴捎眠@種方式，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比較穩(wěn)定；并且在采用單片機(jī)產(chǎn)生PWM脈沖的軟件實(shí)現(xiàn)上比較方便。且對(duì)于直流電機(jī)，采用軟件延時(shí)所產(chǎn)生的定時(shí)誤差在允許范圍。四、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：[1]賈宗璞，許合利.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì).徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.1[2]余發(fā)山，王福忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003[3]孫建忠，劉鳳春.電機(jī)與拖動(dòng).機(jī)械工業(yè)出版社，2009[4]楊凌霄.微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.中國(guó)電力出版社,2006[5]陳隆昌，閻治安，劉新正.控制電機(jī).西安電子科技大學(xué)出版社[6]艾永樂，付子義.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).中國(guó)電力出版社[7]王兆安，劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009[8]余發(fā)山，鄭征，王清靈等.自動(dòng)控制系統(tǒng).中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社[9]林渭勛.電力電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990.262—265[10]鄧星鐘．電力傳動(dòng)控制[M］．武漢:華中科技大學(xué)出版社，2001．[11]郭海英．微機(jī)控制PWM直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì).武漢:華中科技大學(xué)出版社，2006．[12]潘新民．微計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社，2003．[13]田云史潔.基于51單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速的方法.雞西大學(xué)學(xué)報(bào)[14]楊懷林.基于MATLAB/Simulink雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào) [15]王曉明.電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社[16]謝世杰，陳生潭，樓順天．?dāng)?shù)字PID算法在無(wú)刷直流電機(jī)控制器中的應(yīng)[J].萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)[17]李維軍等著.基于單片機(jī)用軟件實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng).撫順.113001[18]基于51單片機(jī)多通道直流電機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì).四川廣漢.618307[19]沈鳳龍.基于MATLAB/Simulink的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真.遼寧丹東.118003五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說(shuō)明）：1.第5周（03.25-03.08）確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目2.第6—7周（03.08-04.19）搜集有關(guān)資料，書籍；開題報(bào)告3.第8—10周（04.20-05.08）完成單片機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的主體設(shè)計(jì)構(gòu)造4.第11-12周（05.09-05.22）完成單片機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)5.第13周（05.23-05.29）整合前后部分仿真，整理論文并進(jìn)行第一次審核6.第14—15周（05.30-06.15）最終審核，修改，打印封裝，畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束六、