南京邮电大学 毕 业 设 计（论 文）题 目伺服电机控制系统专 业电气工程及其自动化学生姓名班级学号指导教师指导单位自动化学院 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日目录目录I第1章 绪论- 1 -1.1 直流伺服电动机发展及现状- 1 -1.2直流伺服电动机的特点及应用- 1 -1.2.1直流伺服电动机的特点- 1 -1.2.2 直流伺服电动机的应用- 2 -1.3 课题主要研究内容- 3 -第2章 直流伺服电动机的工作过程- 4 -2.1 直流伺服电动机基本组成- 4 -2.1.1电动机本体- 4 -2.1.2 转子位置传感器- 5 -2.1.3电子换向电路- 6 -2.2 直流伺服电动机的工作原理- 7 -2.3 直流伺服电动机的数学模型- 8 -2.3.1电压平衡方程- 8 -2.3.2转矩方程- 9 -2.3.3传递函数- 10 -2.4 直流伺服电动机的调速方法- 10 -2.4.1电势和调速方法- 10 -2.4.2电磁转矩- 11 -2.5直流伺服电动机双闭环系统- 12 -2.5.1双闭环控制系统组成- 12 -2.5.2双闭环控制系统动态数学模型- 13 -第3章 调速系统方案确定- 15 -3.1无刷电机样机参数- 15 -3.2主控单元- 15 -3.2.1 80C196MC单片机简介- 15 -3.2.2 80C196MC单片机的结构- 15 -3.2.2 80C196MC单片机的特点- 17 -3.3 系统的组成- 18 -第4章 基于单片机的调速系统硬件设计- 19 -4.1 供电电源设计- 19 -4.2 检测电路设计- 20 -4.2.1位置检测- 20 -4.2.2整形电路- 22 -4.2.3 正反转控制- 22 -4.2.4电流检测电路- 23 -4.3 主功率和驱动电路- 24 -4.3.1主功率电路- 24 -4.3.2功率驱动电路- 26 -4.4 过流过压保护电路- 29 -4.4.1过流保护电路- 29 -4.4.2过压、欠压保护电路- 30 -4.5 键盘与显示电路- 30 -4.5.1键盘电路- 30 -4.5.2显示电路- 31 -第5章基于单片机的调速系统软件设计- 33 -5.1 程序设计思想- 33 -5.2 主程序- 33 -5.2.1 初始化程序- 34 -5.2.2 键处理程序设计- 36 -5.2.3 LED动态显示子程序- 37 -5.3 捕捉中断服务程序- 38 -5.4 采样中断服务程序- 39 -5.4.1转速计算子程序- 40 -5.4.2 A/D转换子程序- 40 -5.4.3 波形发生控制程序- 42 -参考文献- 45 -致谢- 47 -基于80C196MC单片机无刷直流电机调速系统硬件设计基于80C196MC单片机直流伺服电机调速系统硬件设计基于80C196MC单片机直流伺服电机调速系统摘要本文主要论述三相直流伺服电机调速系统的设计方法。主控单元为伺服电机专用控制芯片80C196MC，辅以键盘、显示器、检测电路、功率电路、驱动电路、保护电路等。直流伺服电机内置3个霍尔传感器，用于检测转子的位置，决定电机的换相，系统根据该信号计算电机的转速，用于实现速度反馈控制。系统给定转速由键盘输入，并能实时显示转速；功率芯片选用性能价格比较高的快速MOSFET；功率驱动选用带保护电路和过流输出的集成芯片IR2130，可实现电机的高频快速起动；系统还设置了电流采样电路，与速度反馈电路组成双闭环系统，可以实现电机的快速起动并获得良好的带负载性能，达到了设计任务书的要求。软件方面根据直流伺服电动机的组成、脉宽调制和工作原理，结合80C196MC的硬件部分和软件编程的特点，设计了无刷直流调速系统的软件。系统软件分为主程序和中断程序两大主块，主程序完成系统的初始化， LED显示器扫描和键盘功能处理程序等部分。关键字：直流伺服电动机；16位单片机；位置传感器；闭环系统；MOSFET；功率驱动 The designations of the BLDCM velocity modulation system based on the 80C196MC single ch