摘 要
电机作为机电能量转换装置，其应用遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。电机的主要类型有：直流电机、感应电机和同步电机。传统的直流电机因具有非常优秀的线性机械特性，较宽的调速范围，良好的启动性以及简单的控制电路等优点，长期以来一直广泛地在各种驱动装置和伺服系统中。
本文研究无刷直流电机的工作原理及各种控制方法，重点研究利用反电动势检测电机转子位置信号的方法，完成控制系统的硬件电路设计，其中包括MCU及其外围电路、EMI滤波和整流电路、IPM逆变电路、反电动势检测电路等部分。PWM调制方式对系统的影响，电机静止启动方法的研究，电机闭环控制方法的研究，根据系统功能要求，编写控制系统的软件程序，对控制系统进行软硬件调试，分析实验得出的结果，验证控制系统方案的正确性，根据实验结果，探讨系统的不足之处以及实际应用中可能遇到的问题。
关键词：无刷直流电机；传感器；matlab仿真
Abstract
Electric motor as an electromechanical energy conversion device, its application in daily life in all areas of the national economy and the people's. The main types of motor: DC motor, induction motor and synchronous motor. The traditional DC motor with linear mechanical properties of very good, wide speed range, start good and simple control circuit and other advantages, has long been widely in a variety of drive and servo system.
The working principle and control method of Brushless DC motor, focuses on using the method of back-EMF detecting rotor position signal, complete the design of hardware circuit of the control system, which includes MCU and its peripheral circuit, EMI filter and rectifier circuit, IPM inverter circuit, a counter electromotive force detecting circuit. Effects of PWM modulation on the system of motor, static starting method, study on motor closed-loop control method, according to the system functional requirements, write the software program of the control system, hardware and software debugging of control system, analysis of the experimental results, verify the correctness of the control system scheme, based on the experimental results, discuss possible system defects and problems in actual application.
Key words: brushless DC motor; sensor; MATLAB simulation
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
1绪论 IV
1.1研究背景及意义 IV
1.2国内外研究现状 V
1.5系统设计内容 VI
2系统方案设计 VI
2.1系统的设计要求及主要技术指标 VI
2.2系统总体方案 VI
2.3总体方案论述 VII
3硬件电路设计 VIII
3.1单片机的选择 VIII
3.1.1 MCS-51系列单片机 VIII
3.1.2 AT89C51单片机 VIII
3.1.3管脚介绍 IX
3.1.4单片机晶振电路 XI
3.1.5单片机复位电路 XII
3.2温度采集模块设计 XIII
3.2.1方案论证： XIII
3.2.2 DS18B20的内部结构 XIV
3.2.3 DS18B20温度传感器的存储器 XVI
3.2.4 DS18B20使用中注意事项 XX
3.2.5 温度采集模块的电路连接 XXI
3.3转速控制模块设计 XXI
3.3.1直流电机转速调节原理 XXI
3.3.2电机调速控制方案论证 XXII
3.3.3 PWM方式选择 XXIII
3.3.4 PWM控制信号的产生方式 XXIII
3.3.5直流电机PWM调速原理 XXIV
3.4直流电机 XXV
3.4.1有刷直流电机 XXV
3.4.2无刷直流电机 XXVI
3.5直流电机驱动模块的选择 XXVIII
3.5.1方案选择 XXVIII
3.5.2 uln2003驱动芯片 XXVIII
3.5.3电机及驱动模块电路连接 XXX
3.6温度显示模块设计 XXXI
3.6.1液晶显示简介 XXXI
3.6.2 LM016L的结构及功能 XXXII
3.6.3 液晶显示模块的电路连接 XXXVI
4系统软件设计 XXXVII
4.1系统软件构架 XXXVII
4.2各模块程序说明 XXXIX
4.2.1温度采集模块 XXXIX
4.2.2电动机转速及转向控制模块 XXXIX
4.2.3温度显示模块 XLII
5结论 XLIV
参考文献 XLV
致谢 XLVI
附录A系统总程序 XLVII
附录B系统仿真图 LVI
