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直流無(wú)刷電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)信息智能網(wǎng)

基于STM32的直流電機(jī)PID調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2022-06-20

直流調(diào)速系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于低轉(zhuǎn)速、高精度等各領(lǐng)域，如精密辦公設(shè)備（噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)），自動(dòng)售貨機(jī)，家用電器、機(jī)器人和玩具設(shè)備等。其發(fā)展得力于微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、永磁材料技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展成就。順應(yīng)調(diào)速系統(tǒng)智能化、簡(jiǎn)單化的發(fā)展趨勢(shì)，本設(shè)計(jì)采用一款性?xún)r(jià)比高、功耗低的基于ARMCortex?M3內(nèi)核的STM32單片機(jī)為控制核心，結(jié)合PID控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了直流電機(jī)范圍大、精度高的調(diào)速性能。 1、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 該調(diào)速系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)調(diào)速、測(cè)速和數(shù)據(jù)上傳等功能，可方便地實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的四象限運(yùn)行。本系統(tǒng)的性能指標(biāo)為：調(diào)速精度高達(dá)到1r/min；調(diào)速穩(wěn)態(tài)誤差不超過(guò)0.5%；調(diào)速范圍為-500~500r/min；串口指令控制方式；驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通阻抗低，能耗少；運(yùn)行穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)由電源、上位機(jī)、通信接口、控制電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)與負(fù)載和測(cè)速裝置等模塊組成，結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。 圖1 ?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 2、硬件設(shè)計(jì) 2.1、控制電路設(shè)計(jì) 控制電路負(fù)責(zé)接收控制指令，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，同時(shí)返回電機(jī)速度數(shù)據(jù)和電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)等。為了保證電路工作穩(wěn)定可靠，控制電路應(yīng)具有較高的運(yùn)行速度、高度可靠的穩(wěn)定性能、開(kāi)發(fā)容易、高性?xún)r(jià)比，產(chǎn)生的PWM控制信號(hào)應(yīng)具有死區(qū)延時(shí)、互補(bǔ)輸出、緊急剎車(chē)等功能。STM32系列基于專(zhuān)為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的ARMCortex?M3內(nèi)核，本系統(tǒng)采用STM32F103作為核心控制器。控制電路以STM32F103為核心的最小系統(tǒng)包括STM32主芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、UART?USB轉(zhuǎn)換電路、JTAG調(diào)試接口電路、電源等，其原理圖如圖2所示。 圖2 ?以STM32F103為核心的控制電路原理圖

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