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1 绪论
1.1 直流电机的发展及设计背景
直流电动机具有良好的起动、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在许多需要
调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看,直流调
速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础,采用运算
放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成,控制系统的硬件部分非常复杂,
功能单一,而且系统非常不灵活、调试困难,阻碍了直流电动机控制技术的发展和应
用范围的推广。随着单片机技术的日新月异,使得许多控制功能及算法可以采用软件
技术来完成,为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,并使系统能达到更高的性能。
采用单片机构成控制系统,可以节约人力资源和降低系统成本,从而有效的提高工作
效率。
在实际应用中,电动机作为把电能转换为机械能的主要设备,一是要具有较
高的能量转换效率;二是应能根据生产工艺的要求调整转速。电动机的调速性能
如何对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。因此,
调速技术一直是研究的热点
直流电动机在冶金、矿山、化工、交通、机械、纺织、航空等领域中已经得
到广泛的应用。而以往直流电动机的控制只是简单的控制,很难进行调速,不能
实现智能化。传统的控制系统采用模拟元件,虽在一定程度上满足了生产要求,但是
因为元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响,并且线路复杂、通用性差,控制效
果受到器件性能、温度等因素的影响,故系统的运行可靠性及准确性得不到保证,甚
至出现事故。如今,直流电动机的调速控制已经离不开单片机的支持,单片机应用技
术的飞速发展促进了自动控制技术的发展,使人类社会步入了自动化时代,单片机应
用技术与其他学科领域交叉融合,促进了学科发展和专业更新,引发了新兴交叉学科
与技术的不断涌现。现代科学技术的飞速发展,改变了世界,也改变了人类的生活。
由于单片机的体积小、重量轻、功能强、抗干扰能力强、控制灵活、应用方便、价格
低廉等特点,计算机性能的不断提高,单片机的应也更加广泛特别是在各种领域的控
制、自动化等方面。
目前,直流电动机调速系统数字化已经走向实用化,伴随着电子技术的高度发展,
促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变,特别是单片机技术的应用,使直流电