直流电机PWM调速系统中控制电压非线性研究
来源: 作者: 发布时间:2014-12-26 07:16:18 浏览量:
0 引言
由于线性放大驱动方式效率和散热问题严重,目前绝大多数直流电动机采用开关驱动方式。开关驱动方式是半导体功率器件工作在开关状态,通过脉宽调制PWM控制电动机电枢电压,实现调速。目前已有许多文献介绍直流电机调速,宋卫国等用89C51单片机实现了直流电机闭环调速;张立勋等用AVR单片机实现了直流电机PWM调塑封电感器速;郭崇军等用C8051实现了无刷直流电机控制;张红娟等用PIC单片机实现了直流电机PWM调速;王晨阳等用DSP实现了无刷直流电机控制。上述文献对实现调速的硬件电路和软件流程的设计有较详细的描述,但没有说明具体的调压调速方法,也没有提及占空比与电机端电压平均值之间的关系。在李维军等基于单片机用软件实现直流电机PWM调速系统中提到平均速度与占空比并不是严格的线性关系,在一般的应用中,可以将工字电感器其近似地看作线性关系。但没有做深入的研究。本文通过实验验证,在不带电机情况下,PWM波占空比与控制输出端电压平均值之间呈线性关系;在带电机情况下,占空比与电机端电压平均值满足抛物线方程,能取得精确的控制。本文的电机闭环调速是运用Matlab拟合的关系式通过PID控制算法实现。
1 系统硬件设计
本系统是基于TX-1C实验板上的AT89C52单片机,调速系统的硬件原理图如图1所示,主要由AT89C52单片机、555振荡电路、L298驱动电路、