基于单片机的直流电机pwm调速控制(文献综述

基于单片机的直流电机pwm调速控制(文献综述内容摘要：

电压的“占空比”来达到改变平均电压大小的目的，从而来控制电动机的转速。 也正因为如此， PWM又被称为“开关驱动装置”。 如图 3所示： 图 3 PWM方波 设电机始终接通电源时，电机转速最大为 Vmax，设占空比为 D= t1 / T，则电机的平均速度为 Va = Vmax * D，其中 Va指的是电机的平均速度； Vmax 是指电机在全通电时的最大速度；D = t1 / T是指占空比 [7]。 由上面的公式可见，当我们改变占空比 D = t1 / T时，就可以得到不同的电机平均速度 Vd，从而达到调速的目的。 严格来说，平均速度 Vd 与占空比 D并非严格的线性关系，但是在一般的应用中，我们可以将其近似地看成是线性关系。 基于单片机类由软件来实现 PWM：在 PWM调速系统中占空比 D是一个重要参数在电源电压 dU 不变的情况下，电枢端电压的平均值取决于占空比 D 的大小，改变 D 的值可以改变电枢端电压的平均值从而达到调速的目的。 改变占空比 D的值有三种方法 [8]： A、定宽调频法：保持 1t 不变，只改变 t，这样使周期 (或频率 )也随之改变。 B、调宽调频法：保持 t不变，只改变 1t ，这样使周期 (或频率 )也随之改变。 C、定频调宽法：保持周期 T(或频率 )不变，同时改变 t1和 t。 前两种方法在调速时改变了控制脉冲的周期 (或频率 )，当控制脉冲的频率与系统的固有频率接近时，将会引起振荡，因此常采用定频调宽法来改变占空比从而改变直流电动机电枢两端电压。 利用单片机的定时计数器外加软件延时等方式来实现脉宽的自由调整，此种方式可简化硬件电路，操作性强等优点。 电机驱动系统 目前直流电机的驱动方式主要有两种形式：线性驱动方式和开关驱动方式 [7]。 随着电子技术的 不断 发展 ,出现了 一系列电机驱动 芯片 L298， L6203， LMD18200 等等 ， 这些 芯片体积小巧 ,外围只需添加少量几元件即可工作 ,而且编程简单，结构简单、功耗低及组网方便等特点 ,因而具有较高的实用价 [8]。 2020年， 张 悦玲 ,高文彦 ,刘万成在 80C196KB/KC单片机的直流电机控制器设计中，采用驱动模块 LMD18200芯片，从而实现 PWM的控制，该芯片内部集成了 H型驱动桥 ,只需要输入方向、转速等信号及其相关保护电路即可，芯片内设有过热报警输出和自动关断保护电路。 单片机的高速输出口获得 PWM调制信号直接输入给芯片的调速管脚，驱动芯片需要外接 电容22nF，外接电容越大，工作频率越高。 2020年， 赵鸿图 在 基于单片 机 AT89C51的直流电机 PWM调速系统 采用 L298驱动 [9]， L298是由达林顿管组成的双 H桥高电压大电流集成 PWM电路。 PWM电路由四个大功率晶体管组成的 H桥电路构成，四个晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制达林顿管使之工作在开关状态，根据调整输入脉冲的占空比，精确调整电动机转速。 这种电路由于管子的只在饱和和截止状态下，效率非常高。 H型电路使实现转速和方向的控制简单化，且电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的 PWM调速技术。 2020年， 曹太强 ,许建平 ,吴昊 ,王杰 在 基于 DSP 的直流 电机数字调速系统设计 中用 H 型双极可逆 PWM驱动 [10]， 直流电动机的转速 n 正比于电枢端电压 U0，所以控制 U0 就可以控制 n。 利用开关管对直流电动机进行 PWM 调速 ，通过在一个周期内改变开关管的导通和关闭来改变 直流电动机电枢绕组两端 的电压，如图 4所示： 图 4 H 型双极可逆 P。