基于L298的直流电机调速控制
6 总结 ............................................... 23 致谢 ................................................. 24 参考文献 ............................................. 24 附 录 1 ............................................ 26 附 录 2 ............................................ 27 附 录
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基于L298的直流电机调速控制
基于L298的直流电机调速控制系统设计
摘 要
直流电机具有良好的启动性能和调速特性。首先启动转矩大：带电刷的励磁直流电机产生的电流比感应式大，故产生力矩大。调速性能好：在宽广的范围内平滑地调速，过载能力强。与交流相比，虽然结构复杂，生产成本高，维护工作量大，但是直流电机调速在数控机床，纺织机械，电工机械等领域广为应用。我们生活中熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，也都不能缺少直流电机，可见直流电机的控制是一门很实用的技术。本文的设计是基于L298的直流电机调速控制，运用常见的89c51单片机为控制核心，采用L298为驱动芯片，Lcd1602为液晶模块显示，设计出的直流电机调速系统。采用的原理是PWM占空比调速，PWM占空比调速是一种常用的调速方法，它通过改变负载两端的电枢电压，调整高低电平的时间长短来控制占空比从而实现调速。
关键字： 直流电机；PWM；L298
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基于L298的直流电机调速控制
A Regulating Speed System of DC Motor Based On MCU
ABSTRACT
DC motor has a good startup performance and speed characteristics, it is characterized by large starting torque, maximum torque, can be in a wide range of smooth, economical speed, speed is easy to control, high efficiency and speed regulation.Compared with the AC speed regulation, although its structure is complex , the production cost is high, large maintenance workload. But DC motor speed control in CNC machine tools, textile machinery, electrical machinery and other widely application field. All of us in our daily life, familiar phonograph recorder, video camera, computer, also cannot lack of DC motor, DC motor control is visible is a practical technology, so the DC motor speed control is of great significance.This paper is the design of DC motor speed control based on L298, using the common 80C51 MCU as the control core, using L298 as the driver chip, Lcd1602 LCD module, DC motor speed control system design. Speed as feedback signal to achieve speed control, generated by the MCU PWM, to adjust the motor speed, combined with its peripheral circuit, can realize the motor speed control, the speed of on-line monitoring and display function.
KEY WORDS: DC motor，PWM ，L298
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基于L298的直流电机调速控制
1绪论
1.1直流电机的发展
在现代工业中，电动机作为电能转换转换为机械能的装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业领域中。在可调速传动系统中，按照传动电动机的类型来分，有直流调速系统和交流调速系统。交流电动机直流具有结构简单、价格低廉、维修简便、转动惯量小等优点，但主要缺点为调速较为困难。而直流电机具有优良的调速特性,调速平滑, 调速范围广,过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动, 制动和反转,能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。
传统的直流电机和交流电机各有优缺点,直流电机调速性能好,但带有机械换向器,有机械磨损及换向火花等问题。交流电机,不论是异步电机还是同步电机,结构都比直流电机简单,工作也比直流电机可靠,但在频率恒定的电网上运行时,它们的速度不能方便而经济地调节。
由于自动控制技术、电力电子技术、传感器技术、和微机应用技术的发展成就，使得直流调速也发生翻天覆地的变化。从开始的电力电子器件晶闸管发明至产品功率集成电路(PIC)。多年来其结构、工艺不断改进,性能有了飞速提高,在不同应用领域它们在互相竞争,新的应用也不断出现。后来利用单片机作为控制器开始在电机控制系统中被广泛使用,如AT89C51等。在单片机控制系统中,单片机作为系统控制的核心,主要用来完成一些算法,同时还要处理一些输入/输出、显示任务等, 单片机的使用使电动机控制系统的性能得到了很大提高。
微机出现于20 世纪70 年代,随着大规模及超大规模集成电路制造工艺的迅速发展,微机的性能越来越高,价格越来越便宜。此外,电力电子的发展,使得大功率电子器件的性能迅速提高。因此就有可能比较普遍地应用微机来控制电机,完成各种新颖的、高性能的控制策略,使电机的各种潜在能力得到充分的发挥,使电机的性能更符合使用要求,还可以制造出各种便于控制的新型电机,使电机出现新的面貌?1?。
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基于L298的直流电机调速控制
1.2 直流电机调速的研究意义
最早出现的电动机是直流电动机，最早实现调速的也是直流电机。众所周知,与交流调速系统相比,由于直流调速系统的调速精度高,调速范围广,变流装置控制简单,长期以来在调速传动中占统治地位。在要求调速性能较高的场合,一般都采用直流电机调速。
目前,通过对电动机的控制,将电能转换为机械能进而控制工作机械按给定的运动规律运行且使之满足特定要求的新型电气传动自动化技术已广泛应用于国民经济的各个领域。 三十多年来,直流电机传动经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代,以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置，使直流电气传动完成了一次大的跃进。同时,控制电路已经实现高集成化、小型化、 高可靠性及低成本。以上技术的应用,使直流调速系统的性能指标大幅提高,应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展,走向成熟化、完善化、系列化、标准化。
由于直流电机调速技术的研究和应用已达到比较成熟的地步,尤其是全数字直流系统的出现,更提高了直流调速系统的精度及可靠性。所以,今后一个阶段在调速要求较高的场合,如轧钢厂、海上钻井平台等,直流调速仍然处于主要地位。 早期直流电机的控制系统采用模拟分离器件构成,由于模拟器件有其固有的缺点,如存在温漂、零漂电压,构成系统的器件较多,使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。随着计算机控制技术的发展,直流调速系统已经广泛使用微机,实现了全数字化控制。由于微机以数字信号工作,控制手段灵活方便,抗干扰能力强。所以,全数字直流调速控制精度和可靠性比模拟直流调速系统大大提高?2?。
1.3本次设计的的要求
本设计是基于L298的直流电机调速控制设计，通过AT89C51单片机和L298N实现直流电机的加速，减速，反转，停止，以及相关软硬件设计。首先根据需要绘制proteus仿真图，然后编写C程序，最后仿真调试成功后进行硬件电路板的焊接调试等工作。
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