单片机与PWM控制：直流电机双闭环调速实践

这篇文档主要介绍了基于单片机控制的PWM直流双闭环调速系统的设计，强调了直流电机在工业和航天领域广泛应用以及PWM调速技术的优越性。文中提出了一种采用AT89S52和PIC16F877A单片机的双闭环调速控制器设计方案，该系统能够实现电机调速、保护、转速监测和显示等功能。 直流电机调速系统，尤其是PWM直流调速技术，因其高精度、快速响应、宽调速范围和低损耗而受到青睐。PWM技术通过改变开关器件的导通时间来调整输出电压的平均值，从而实现对电机速度的精确控制。与传统的模拟控制系统相比，数字控制系统（如基于单片机的系统）具有硬件标准化、能执行复杂运算、支持多种高级控制策略（如优化、自适应、非线性和智能控制）的优势，还能提供信息存储、数据通信和故障诊断能力。 文中提到的双闭环调速系统由电流环（内环）和速度环（外环）组成。电流环负责实时调节电机的电枢电流，确保电流稳定，而速度环则根据电机转速的反馈调整电流环的输出，以达到期望的转速。这种双闭环结构可以提供良好的动态性能和稳定性。 设计中使用的AT89S52作为主处理器，负责整体控制，而PIC16F877A作为从处理器，可能负责特定的子任务或辅助控制。系统还结合了其他外围电路，例如电流传感器、测速发电机和脉宽调制器，以实现电机状态的监测和控制。实验结果显示，这种设计的控制系统表现出良好的工作性能。 此外，该文还指出，设计平台为MCL-II型电力电子及电气传动教学实验系统，这表明该研究不仅有理论基础，也有实际操作的实践验证。整个系统设计考虑了过流保护，以防止电机因过载而损坏，保证了系统的安全运行。 这篇文章深入探讨了单片机在直流电机调速系统中的应用，特别是PWM技术和双闭环控制策略，展示了如何利用微处理器实现高效、智能化的电机控制，并提供了具体的设计实例和实验结果。这样的设计对于理解现代工业自动化系统中的电机控制技术具有重要的参考价值。