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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目前，通过对电动机的控制，将电能转换为机械能进而控制工作机械按给定的运动规律运行且使之满足特定要求的新型电气传动自动化技术已广泛应用于国民经济的各个领域。

三十多年来，直流电机传动经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。由于直流电气传动技术的研究和应用已达到比较成熟的地步，应用相当普遍，尤其是全数字直流系统的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性。所以，今后一个阶段在调速要求较高的场合，如轧钢厂、海上钻井平台等，直流调速仍然处于主要地位。早期直流传动的控制系统采用模拟分离器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，如存在温漂、零漂电压，构成系统的器件较多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。随着计算机控制技术的发展，直流传动系统已经广泛使用微机，实现了全数字化控制。由于微机以数字信号工作，控制手段灵活方便，抗干扰能力强。所以，全数字直流调速控制精度和可靠性比模拟直流调速系统大大提高。而且通过系统总线全数字化控制系统，能与管理计算机、过程计算机、远程电控装置进行交换，实现生产过程的自动化分级控制。所以，直流传动控制采用微机实现全数字化，使直流调速系统进入一个崭新的阶段。

本毕设包括直流电机、直流电机驱动、码盘和光电检测模块、数字显示液晶、按键、串口模块、蓝牙模块、单片机最小系统。通过光电计数器采集转速，以单片机为核心调节转速，实现自动转速控制。

国内外研究现状

比例 - 积分 - 微分（pid）控制器被广泛应用于化工，冶金，机械，轻工等热工和工业过程控制系统中，是最常见的一种控制调节器。pid有几个重要的功能：提供反馈控制，通过积分作用能消除稳态误差，通过衍生算式预测未来。因此，pid控制器是特别适合的动力性能和控制性能过程中是良性的要求不高的场合。pid控制是一种分布式控制系统，该系统还包括在一些特殊用途的控制系统的一个重要组成部分。在工业过程控制，95％以上的控制回路是pid结构的，而且大多数是实际pi控制回路。pid控制器许多有用的功能由于商业秘密并没有被广泛传播，比如模式切换和防止卷起装置等技术便是典型例子。现场总线的出现则是另一个重要的发展，这将对分布式系统的控制结构产生深远的影响控制器的现场总线概念的一个重要组成部分，也可能与现场总线的发展被标准化。

2. 研究的基本内容

pid控制技术广泛应用于工业控制。

本设计拟利用直流电机、电机驱动模块、测速码盘和光电传感器、stc单片机、按键、液晶屏、串口、上位pc机（app）等构成一个直流电机闭环调速系统。

通过按键设定目标转速、调向、pid参数，利用上位机软件显示转速调整动态过程曲线。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

①12月1日-1月15日：根据所需的方案查阅与之相关的资料文献，储备相关的理论知识，为之后的设计做准备；

4. 参考文献

[1].倪云峰.单片机原理与应用 .西安电子科技大学出版社,2009-06；

[2].彭为.单片机典型系统设计实例精讲.电子工业出版社,2006；

[3] 胡烨.protel 99 se电路设计与仿真教程.北京：机械工业出版社，2005；