基于ARM的数字式直流电机控制器的研究

直流电动机具有起动性能和调速性能好、过载能力大等优点，广泛应用于各种工业场合。对直流电动机的控制主要是对电机的速度、力矩以及位置的控制。 随着科学技术日新月异，尤其是计算机技术、微电子技术、现代控制理论的发展，对于直流电机的控制也开始由传统的模拟控制向数字控制转变，并逐步实现电机控制的智能化。本课题研究的重点就是数字式直流电动机的控制系统。 本文所研究的控制系统，采用晶闸管相控整流方式实现对直流电动机的速度和电流进行控制。控制系统以ARM7系列微控制器LPC2132作为晶闸管数字式触发控制系统的核心，通过对电动机的速度环、电流环的PID控制，实现所需的工作性能。同时，为了扩大该控制系统的适用范围，本论文也对电流环的PID参数自整定方法进行了一定的研究。 本文的主要内容如下： 一、从整体上介绍了直流电动机和直流调速技术的发展和趋势，比较了当前常用的几种直流电动机的调速方案，并介绍了作为电动机控制系统的核心微控制器LPC2132的基本特性。 二、根据直流电机回路，建立电动机的数学模型；针对该电动机模型，选用速度——电流双闭环控制系统，建立双闭环系统的控制方框图；分析晶闸管相控整流方式中出现电流断续现象的解决方法。 三、根据直流电动机的控制特性的要求，研究了微控制器LPC2132的内部硬件资源的分配，设计了相关硬件系统，并对晶闸管的触发方式进行了研究。 四、研究了直流电动机控制系统的软件系统。 五、研究电动机的控制策略，对电动机的速度环和电流环采用PID控制策略，并对电流环的PID参数自整定方法进行了研究。 六、空载情况下对直流电机的速度控制实验。

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