单片机控制直流电机PWM调速的发展趋势

系别：机械工程系 班级：09机制（二）班 学号：0906012027 姓名：马建安

摘要：本文阐述了直流电机PWM脉冲调速控制系统在国内外的发展

情况，包括PWM脉冲控制直流电机方式的产生，再到加入单片机等的控制和显示器显示转速来实现实时调控，以及国内外各个高校及专业人员就自己擅长的方面进行探索并取得一定的研究成果。其次具体讲述了PWM脉冲控制调速系统中的各个模块，包括单片机控制、PWM脉冲如何产生、如何改变PWM脉冲占空比调速、如何采集转速和显示等等，最后浅谈一下各模块中的优异和可以采取的改进方法，以及当下比较适宜的处理办法。

关键词：单片机；PWM脉冲；调速；直流电机 引言：

现在电气传动的主要方向之一是电机调速系统采用微处理器实现数字化控制，随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。并且伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。直流电机调速基本原理是比较简单的（相对于交流电机），只要改变电机的电压就可以改变转速了。改变电压的方法很多，最常见的一种PWM脉宽调制，调节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。随着电力电子技

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术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法， PWM控制技术获得了空前的发展，到目前为止，已经出现了多种PWM控制技术。

1、 直流电机PWM调速的发展

近年来，各国对PWM调速控制技术的研究越来越多，也越来越深入，逐步向着简单化、智能化、综合化的方向发展。

1、1直流电机PWM调速的发展概况

单片机直流电机调速简介：单片机直流调速系统可实现对直流电动机的平滑调速。PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率，从而改变负载两端的电压，进而达到控制要求的一种电压调整方法。在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并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”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。 2001年，王松林,刘世江,杨数强等研究基于L6203的直流电机控制电路设计，主要以单片机为核心，以可调电阻作为输入器件，对于电机的转速则通过四位数码管显示。速度作为反馈信号可用于显示，主要通过光电传感器来实现转速测量，但该系统通过光电传感器测量转速精确度不高。

2005年，贾玉瑛,王臣在基于单片机控制的PWM直流调速系统中提出对于小功率直流电机调速使用单片机很方便的。其方法是通过改变电机电枢电压的接通时间和通电周期的比值（即占空比）来控制电

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机速度，这种方法称为脉冲宽度调制，简称PWM。该设计系统中速度反馈采用了霍尔元件，在电机轴槽内放放一块小磁铁，在电机轴槽外放霍尔电流传感器，通过一系列计算，从而实现电机转速显示。

2、单片机控制直流电机PWM调速的新型发展

随着科技的不断进步，电机转速调制的方法越来越多，越来越完善，各种驱动，各种单片机控制越驱简单化，智能化

2、1PWM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可以应用在许多方面，比如：电机调速、温度控制、压力控制等等。

在PWM驱动控制的调整系统中，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”。如图所示：

PWM方波

设电机始终接通电源时，电机转速最大为Vmax，设占空比为D= t1

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