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直流电机数字控制技术的设计
作者：张军利来源：《科学与财富》2011年第08期
摘要直流电机的调速系统是其应用过程中非常重要的一个组成部分，首先分析了调速系统的原理，然后给出了控制系统实现的思路，并给出了主程序的软件流程。本文给出的设计思路对直流电机调速系统的实现具有一定的参考价值。
关键词直流电机调速系统控制系统
0、前言
当今，自动化控制系统己经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流调速控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。本文主要研究直流调速系统，它主要由三部分组成，包括控制部分、功率部分、直流电动机。长期以来，直流电动机因其具有调节转速比较灵活、方法简单、易于大范围内平滑调速、控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。
1、直流调速系统的原理
直流电机双闭环调速系统的数字化思路采用了转速、电流双闭环结构。在系统设置两个调节器，分别调节转速和电流，两者之间实行串级连接，即以转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出作为PWM的控制电压，从闭环反馈结构上看，电流调节环在里面，是内环，按典型I型设计；转速调节环在外面，成为外环，按典型II型系统设计。为了获得良好的动静态品质，调节器均采用PI调节器并对系统进行了校正，检测部分中，采用霍尔片式电流检测装置TA对电流进行检测，转速环则是采用了光电码盘进行检测，达到了比较理想的检测效果。PWM采用8051单片机实现，驱动电路采用了IR2110集成芯片，具有较强的驱动能力和保护功能12。
2、数字PWM调速系统
PWM脉冲宽度调制，是通过控制固定电压的直流电源开关频率，改变负载两端的电压，从而达到控制要求的一种电压调整方法。PWM可以应用在很多方面，比如：电机调速，温度控制，压力控制等等。
在PWM驱动控制的调速系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并且根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变平均电压大小的目的，从而来控制电动机的转速。也正因为如此，PWM又被称为“开关驱动装置”。PWM调速系统具有以下优点：1）主电路简单，所用功率元件少，且工作于开关状态，因此电路的导通损耗小装置效率比较高。2）开关频率高，可避免共振区，工作平稳；3）
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采用功率较小的低惯量电机时，具有高的定位速度和精度；4）低速性能好，稳速精度高，调速r