基于ARM的PWM直流調(diào)速系統(tǒng)的研究

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1、基于ARM的PWM直流調(diào)速系統(tǒng)的研究姓名：學(xué)號：2010年級：2010級黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)摘要：直流調(diào)速系統(tǒng)是自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的主要形式它具有良好的起、制動(dòng)性能，可以在較寬的調(diào)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，較快的零動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程，并且低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)力矩大這些極好的運(yùn)行性能和控制特性。長期以來，直流調(diào)速系統(tǒng)一直占據(jù)著重要地位。本文設(shè)計(jì)的直流PWM調(diào)速系統(tǒng)采用的是調(diào)壓調(diào)速，整個(gè)系統(tǒng)采用了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)主電路采用大功率GTR為開關(guān)器件、H橋雙極式電路為功率放大電路的結(jié)構(gòu),即可完成不可逆調(diào)速同時(shí)也可完可逆調(diào)速。PWM調(diào)制部分是在ARM嵌入式

2、開發(fā)平臺之上，運(yùn)用C語言編程控制S3C2410X芯片的定時(shí)器來產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的寬度可調(diào)的矩形波。通過調(diào)節(jié)這兩路波形的寬度來控制H電路中的GTR通斷時(shí)間，以達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)速度的目的。增加了系統(tǒng)的靈活性和精確性，使整個(gè)PWM脈沖的產(chǎn)生過程得到了大大的簡化。關(guān)鍵詞：PWM技術(shù)，ARM嵌入式系統(tǒng)，S3C2410X芯片0引言在如今的現(xiàn)實(shí)生活中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)已在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，其中自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用則起著尤為重要的作用。雖然直流電機(jī)不如交流電機(jī)那樣結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、制造方便、容易維護(hù)，但是它具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在廣泛的范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所

3、以直流調(diào)速系統(tǒng)至今仍是自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中的主要形式?，F(xiàn)在電動(dòng)機(jī)的控制從簡單走向復(fù)雜?并逐漸成熟成為主流。其應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，例如：軍事和宇航方面的雷達(dá)天線、火炮瞄準(zhǔn)、慣性導(dǎo)航等的控制?工業(yè)方面的數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、印刷機(jī)械等設(shè)備的控制；計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和辦公設(shè)備中的打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、掃描儀等的控制?音像設(shè)備和家用電器中的錄音機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)等的控制。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展?開關(guān)速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成為主流，脈寬調(diào)制技術(shù)表現(xiàn)出較大的優(yōu)越性：主電路線路簡單?需要用的功率元件少；開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)

4、，諧波少，電機(jī)損耗和發(fā)熱都較小，低速性能好?穩(wěn)速精度高，因而調(diào)速范圍寬；系統(tǒng)快速響應(yīng)性能好，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)，主電路元件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，裝置效率較高；近年來，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展速度飛快，以計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的信息技術(shù)作為一嶄新的生產(chǎn)力?正向社會的各個(gè)領(lǐng)域滲透，直流調(diào)速系統(tǒng)向數(shù)字化方向發(fā)展成為一大趨勢。1系統(tǒng)組成及工作原理1.1系統(tǒng)組成整個(gè)系統(tǒng)上采用了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，如圖1所示。在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行串級連接，即以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出作為PWM的控制電壓。從閉環(huán)反

5、饋結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，是內(nèi)環(huán)，按典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外面，成為外環(huán)，按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為了獲得良好的動(dòng)、靜態(tài)品質(zhì)?調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器并對系統(tǒng)進(jìn)行了校正。檢測部分中，采用了霍爾片式電流檢測裝置對電流環(huán)進(jìn)行檢測，轉(zhuǎn)速還則是采用了測速電機(jī)進(jìn)行檢測，達(dá)到了比較理想的檢測效果。主電路部分采用了以GTR為可控開關(guān)元件、H橋電路為功率放大電路所構(gòu)成的電路結(jié)構(gòu)。控制部分采用C語言編程控制ARM?S3C2410X芯片的定時(shí)器產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的PWM脈沖波形，通過調(diào)節(jié)這兩路波形的寬度來控制H電路中的GTR通斷時(shí)間，便能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)速度的控制。me

6、mbersfromkeyminorityoutreach,promoteacomprehensivestrictlyadministeringthepartyintothebranches,putitintoeverypartymember,givefullplaytoeachpartyorganizationfightfortressfunction,eachtheexemplaryvanguardroleofpartymembers.Istopromotetheinner-partyeducationextendfromtheconcentr

7、atededucationtoregulareducation,intheregulareducationefforts,realpartyideologyintheallpartymembersandtheparty'sconstructionthroughsystem.Istoboostthespiritofallpartymembers,educationguideallmembersofthepartyintheirrespectiveworkpositions,responsibleanddependableofficer,makeco

8、ntributions.Therefore,wemustfromtheheightofpoliticalandglobal,fullya