直流馬達(dá)伺服控制

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1、直流馬達(dá)伺服控制組員姓名：陳家銘、陳閩、虞霖融、陳聖文、黃茗凱、林文杰、呂沛衡德霖技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系夜二專095B指導(dǎo)老師：林柳絮老師摘要現(xiàn)今各人電腦的配備因快速演進(jìn)、性能提升、價(jià)格下降,促使了PCBased控制的興起.PCBased系統(tǒng)具有大量快速資料處理的能力,擁有強(qiáng)大的網(wǎng)路功能,及具易操控的人機(jī)介面等特性，使的PCBased已成為工業(yè)控制的主流趨勢(shì).而控制的理論發(fā)展至今已經(jīng)相當(dāng)多年，在工業(yè)控制上以比例積分微分(PID)控制方法應(yīng)用最為廣泛,主要原因是PID控制應(yīng)算式相當(dāng)簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn),在調(diào)整所需的參數(shù)後，便

2、能得到所期待之良好的控制效果，本次專題即是利用個(gè)人電腦為基礎(chǔ)介面(PCBased)設(shè)計(jì)一個(gè)控制器當(dāng)作控制介面，透過(guò)並列傳輸?shù)姆绞?，?lái)控制直流伺服馬達(dá)，使馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)更快達(dá)到穩(wěn)定的效果,並完成定位控制。404一、前言21世紀(jì)是一個(gè)資訊化的時(shí)代,電腦成為我們生活中一項(xiàng)不可或缺的重要產(chǎn)品。由於科技的發(fā)達(dá),現(xiàn)在許多的生活用品都是利用電腦來(lái)控制，如洗衣機(jī)、冷氣、汽車等產(chǎn)品。而在工業(yè)界，電腦的運(yùn)用也十分的廣泛，大部分的機(jī)臺(tái)，也都利用電腦來(lái)控制其運(yùn)作，如此一來(lái)可以節(jié)省一部份的人力成本來(lái)從事更重要投資。所以學(xué)習(xí)利用電腦的介面來(lái)從事

3、控制的動(dòng)作便成為一門重要的學(xué)問(wèn)。本專題即是以個(gè)人電腦為基礎(chǔ)介面設(shè)計(jì)一個(gè)控制器，來(lái)控制直流伺服馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)，並探討(P)、(PI)、(PD)、(PID)等控制器於實(shí)際控制應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)?！　】刂破饕话銇?lái)說(shuō)可以分成兩大類，一類是經(jīng)由邏輯運(yùn)算後作出控制動(dòng)作的控制器，如可程式控制器(PLC)。另一種則是定量式的控制，利用感測(cè)器量得類比訊號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)位式或類比式的控制器，送出類比的驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，而這一類的控制器大多是以傳統(tǒng)的控制理論來(lái)設(shè)計(jì)控制器?！　∫酝念惐然驍?shù)位式控制器大多是專屬的封閉系統(tǒng)，所以其改良的速度不如開(kāi)放泛用的個(gè)人電腦

4、快速。現(xiàn)今個(gè)人電腦的配備因快速演進(jìn)、性能提升、價(jià)格下降，促使了PCBased控制[1]的興起。除了傳統(tǒng)工業(yè)控制與資料擷取的基本功能之外，PCBased系統(tǒng)具有大量且快速資料處理的能力，擁有強(qiáng)大的網(wǎng)路功能，豐富的軟硬體支援及具易操控的人機(jī)介面等特性，使得PCBased以成為工業(yè)控制的主流趨勢(shì)。　PCBased控制的優(yōu)點(diǎn)，除了擁有強(qiáng)大而進(jìn)步神速的CPU運(yùn)算能力之外，在於同時(shí)具備有大量的記憶體，可以儲(chǔ)存大量的資料，且擅長(zhǎng)資料處理及資訊整合，再加上網(wǎng)際網(wǎng)路的豐富資源及便利性，使得PCBased控制在近些年來(lái)受到工業(yè)界的重

5、用?！　”緦ｎ}即是利用PCBased當(dāng)作控制介面，透過(guò)並列I/O介面，將實(shí)用的P型、PL型、PD型、及PID型控制方法來(lái)控制直流伺服馬達(dá)。上述之控制理論發(fā)展至今已經(jīng)相當(dāng)多年，在工業(yè)控制上已PID應(yīng)用最為廣泛，主要原因是PID控制運(yùn)算是相當(dāng)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，在調(diào)整所需得參數(shù)後，便能得到所期待之良好控制效果。　　整個(gè)實(shí)驗(yàn)架構(gòu)分為硬體與軟體兩部分。404　　硬體方面：硬體動(dòng)作方面，在PC內(nèi)以VB語(yǔ)言編寫PID控制器，再以並列埠介面?zhèn)鬏數(shù)姆绞浇?jīng)由D/A電路將電腦所送出的數(shù)位訊號(hào)轉(zhuǎn)換成類比電壓信號(hào)，再將電壓輸出到驅(qū)動(dòng)器(Dr

6、iver)中，再由驅(qū)動(dòng)電路放大電壓信號(hào)來(lái)推動(dòng)DcServoMotor，而DcServoMotor所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，再經(jīng)由感測(cè)器(Sensor)在此為電位計(jì)轉(zhuǎn)換輸出的類比電壓信號(hào)，傳回A/D電路作類比數(shù)位轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)位信號(hào)輸入到PC，再?gòu)腜C上再觀察所控制的結(jié)果。軟體方面：在軟體程式方面，以(VB)當(dāng)作PC與伺服馬達(dá)之間人機(jī)介面。本專題的研究重點(diǎn)在於PID控制理論於PCBased控制上的實(shí)現(xiàn)，並應(yīng)用於直流伺服器馬達(dá)定位控制上，探討P、PI、PD、PID控制器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)控制能力的影響。二、相關(guān)原理2.1VisualBa

7、sic介紹:在傳統(tǒng)上，電腦的使用，都是由使用者輸入文字指令及資料到電腦中，經(jīng)由電腦處理過(guò)後，再將文字或數(shù)字結(jié)果印出或顯示在螢?zāi)簧?，人與電腦之間的往來(lái)主要都是靠文字，使用者必須記住指令，否則無(wú)法來(lái)使用電腦。而近來(lái)電腦使用的趨勢(shì)，是利用使用者圖形介面，簡(jiǎn)稱為GUI(GraphicalUserInterface)[12]。使用者利用螢?zāi)簧系膱D形和滑鼠，就可以很容易的下指令給電腦，去執(zhí)行所需的工作。利用GUI的應(yīng)用軟體，會(huì)比較容易學(xué)習(xí)及使用，而且使用者再也不必記住一些繁雜的指令，因而使得電腦的使用變得更普及，整個(gè)社會(huì)的生

8、產(chǎn)力也可以因而提高。VisualBasic是由美國(guó)微軟公司(Microsoft)所開(kāi)發(fā)出來(lái)的一套以物件導(dǎo)向?yàn)橹鞯某淌秸Z(yǔ)言。物件導(dǎo)向式的設(shè)計(jì)是近些年來(lái)新興的程式設(shè)計(jì)理念，此種理念是將程式碼和資料組成自主的物件，在一個(gè)程式內(nèi)製作的物件，可以很容易的用在另外一個(gè)應(yīng)用程式內(nèi)，因而可以節(jié)省程式開(kāi)發(fā)的時(shí)間。而這種先進(jìn)的程式設(shè)計(jì)觀念，也正是目前大多數(shù)程式語(yǔ)言所遵循的法則。在傳統(tǒng)的軟體發(fā)