基于ARM的直流电机PWM调速系统控制器的设计.doc

摘要:直流电机以其良好的启动性能和调速性能，广泛应用于现代工业的生产和生活中，而直流电机调速设备由于具有良好的动态性能，在具有快速起/制动的要求的大转动惯量的机械中有广泛的应用。因此，研究直流电机的调速控制器具有非常重要的意义。

本文研究了如何利用ARM(STM32F30x) 32位单片机控制输出PWM信号，文中对STM32F30X单片机的概念和PWM信号的原理作了详细的论述。在熟悉硬件电路的基础上完成了按键电路，外围电路的设计，通过编程实现了单片机输出带死区的PWM，并能通过按键K1,K2实现脉冲宽度的增加和减少，从而实现对电机的增速和减速的控制。最后用测速编码器把速度信号反馈到单片机中，完成算法的研究，从而实现对直流电机的闭环控制。

论文分析了系统的工作原理，双极性H桥的PWM变换电路和转速电流控制器的工作原理，并给出了硬件的实现方案。

关键词：ARM  PWM信号  直流电机

目录

摘要

ABSTRACT

1  绪 论-1

1.1研究的背景和意义-1

1.2国内外的发展现状-1

1.3本课题研究的主要内容-2

2直流调速系统的原理-4

2.1 直流电机的调速原理-4

2.2 PWM的调速原理-4

2.3 H桥PWM变换电路的工作原理-5

3 控制器的系统结构-8

3.1控制器的系统结构-8

3.2驱动电路-8

3.3 电力电子器件IGBT-9

3.4测速编码器-11

4 单片机的控制模块-12

4.1PID控制算法-12

4.2 STM32的介绍-14

4.2.1 STM32的特点-14

4.2.2  STM32和MCS-51的比较-14

4.2.3 STM32的定时器-14

4.3四路互补脉冲输出-16

4.4 死区的插入-18

4.5 按键改变脉冲的占空比-21

4.5.1 按键改变脉冲占空比-21

4.5.2按键的去抖-23

5 电机的调速-25

5.1电机调速所需要的挂件及附件-25

5.2调速的原理-25

5.3电机的调速过程、结果和分析-26

6 Keil4和逻辑分析仪-28

6.1 Keil4的介绍-28

6.2逻辑分析仪-28

7 结  论-30

参考文献-31

致谢-32

附录1 调速波形图-33