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直流电机计算机控制综合平台驱动模块及控制软件设计

王力刚  
【摘要】: 机电一体化产品质量和技术水平的高低是当今世界衡量一个国家实力和国际地位的重要标志。机电一体化技术是多种技术的有机结合,是一门实践性很强的学科。机电一体化技术以自动控制技术为主要支撑技术,其产品的执行部件大多为各种类型的电动机,所以对电机的控制是机电一体化技术的一项重要内容。直流电机具有良好的机械特性,易于实现各种控制规律,同时直流传动控制系统的一些理论仍然是交流传动的基础。本文基于直接数字控制技术,提出了一种新型的直流电机控制综合平台,目的在于充分利用现有的实验室计算机资源,以较少的投资和简单的实验设备让使用者了解直流电机控制和自动控制技术中的一些基本概念和基本原理。 平台由直流电机、机械减速装置、驱动模块、I/O接口电路、各种传感器件和安装了控制软件的个人计算机组成,软硬件通过计算机并行口进行通讯,其内核采用计算机控制技术,对用户来说既可以作为模拟控制器,也可以实现数字控制器。本文主要完成了电机驱动模块硬件电路的设计制作和控制软件的设计。硬件电路按功能分为多个模块,每个模块单独进行设计。在设计过程中,使用OrCAD/PSpice对电路进行了仿真并在文中给出了仿真结果,然后利用Protel 99SE制作电路板并通过了调试。软件则采用虚拟仪器技术,在微型计算机上实现信号发生器、多通道示波器和控制器的功能,文中给出了软件的设计思想和设计过程。软件在Windows98操作系统下进行调试,能够正常运行。 本文最后设计了几个典型的实验让使用者掌握平台的使用方法,并利用实验来进行软硬件联合调试。文中给出了实验的结果波形,证明平台基本上实现了所要求的功能。


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