STC单片机驱动的直流电机调速系统设计与模糊PID控制

本文主要探讨了基于STC单片机的直流电机调速控制系统的设计与实现。在当前工业自动化领域中，由于直流电机具有较高的启动转矩和过载能力，它在数控机床、工业机器人等设备中的应用十分广泛。随着生产规模的扩大，对直流电机性能的要求也在不断提高，因此研究高效的调速控制系统变得尤为重要。 本文的核心技术围绕以下几个方面展开： 1. **系统架构**：以STC单片机作为控制核心，选择小功率直流电机作为控制对象，使用SPGT62C19B电机驱动芯片，实现了速度单闭环和PID控制。这种设计确保了系统的灵活性和精确度。 2. **调速原理**：通过PWM（脉宽调制）信号来驱动直流电机，通过调整PWM波形的占空比，直接控制电机端电压，进而实现电机转速的精细调控。 3. **硬件与输入接口**：系统集成了测速系统，包括光栅转盘和光电转换电路，能实时测量电机转速，并配合矩阵键盘提供转速设定值输入，以及LED显示屏实时显示占空比、转速和设定值。 4. **软件编程与仿真**：论文详细阐述了硬件电路设计的步骤，包括Keil C51编程语言的应用，以及使用Proteus进行计算机仿真，这有助于理解和优化系统的性能。 5. **智能控制策略**：为了改进传统直流调速系统的不足，文章引入了fuzzy-PID复合控制方案，这是一种结合模糊逻辑和PID控制器的混合方法，能够更好地适应电机运行环境的变化，提高控制精度和稳定性。同时，还采用了参数模糊自整定控制策略，使系统能够在不同条件下自动优化控制参数。 6. **实验验证**：通过实际的硬件调试和实验，作者提供了程序流程图、Keil C51代码以及Proteus仿真结果，证实了系统的有效性和可靠性。 这篇文章深入研究了如何利用STC单片机构建一个高效、易用且具备智能控制的直流电机调速系统，对于提升工业设备的自动化水平和技术进步具有实际意义。