数字PID控制下的直流电机转速闭环调节设计

本文档主要介绍了西安科技大学电控学院的一份毕业设计(论文)，专注于使用英飞凌XC2300系列单片机和数字PID技术来控制直流电机的转速。标题"显示模块电路图-英飞凌xc2300系列的用户手册user_manul"表明了文档的核心内容围绕着电路设计，特别是涉及到了数字PID控制在电机转速控制中的应用。 在运动控制系统中，电机转速控制至关重要。模拟PID控制作为一种早期的控制策略，虽然结构经典且参数整定简单，但它的问题在于控制参数在整个过程中固定不变，无法适应环境变化导致的系统性能波动。这限制了模拟PID在实际应用中的满意度。为了克服这一问题，设计者选择采用数字PID技术，这种技术不仅能完成模拟PID的任务，还具有灵活性高和可靠性强的优点，能够应对不断变化的系统条件，实现更精确和稳定的控制。 该设计的核心是基于AT89S51单片机，通过数字PID算法生成 PWM 脉冲，从而实现对直流电机转速的精确控制。PWM脉冲的占空比会根据PID算法动态调整，以适应实时的电机状态。此外，设计还包括光电传感器用于测量电机速度并将其转化为脉冲频率反馈至单片机，实现了转速闭环控制，从而实现了无静差调节，即电机转速能够稳定地追踪设定值，不受负载或环境变化的影响。 设计中，128×64 LCD 显示器被用作人机交互界面，用户可以通过4×4键盘设置P、I、D、V四个PID参数以及控制电机的正反转。这样，用户在系统运行过程中可以实时观察电机的转速和运行时间，提高了系统的透明度和可操作性。同时，该系统具有很高的控制精度和抗干扰能力，确保在复杂环境中也能维持稳定的电机控制性能。 关键词包括：数字PID、PWM脉冲、占空比、无静差调节，这些都是设计的关键技术点，体现了作者对现代智能控制技术在电机控制领域的深入理解和实践。通过这份毕业设计，学生展示了如何结合单片机和PID控制理论解决实际问题，为电机控制系统的优化提供了新的解决方案。