本文關(guān)鍵詞：ARM在直流電機調(diào)速控制器中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：直流電動機以其大范圍平滑無極調(diào)速,頻繁的啟動、制動和正反轉(zhuǎn)穩(wěn)定性,低速大轉(zhuǎn)矩、負載能力大等優(yōu)良性能,在軋鋼機、高精度機床、煤礦采掘等場合應(yīng)用廣泛。伴隨著嵌入式技術(shù)應(yīng)用于伺服電機控制領(lǐng)域,使得電機調(diào)速逐漸由模擬向數(shù)字化方向轉(zhuǎn)變,尤其是以ARM作為控制器的直流電機控制成為新的研究方向。本文直流電機調(diào)速系統(tǒng)以ARM控制器為核心,包括人機交互、電機驅(qū)動模塊、電流以及轉(zhuǎn)速檢測模塊等。ARM控制器通過A/D采集轉(zhuǎn)速得到誤差信號,然后在一定算法運算后,通過D/A轉(zhuǎn)換控制直流電動機,從而達到控制轉(zhuǎn)速的目的。論文首先給出了總體設(shè)計方案；然后進行硬件設(shè)計,主要包括ARM處理器及最小系統(tǒng)、MOSFET驅(qū)動、光電隔離、轉(zhuǎn)速測量、AD轉(zhuǎn)換電路等。在系統(tǒng)硬件搭建完成后,對調(diào)速系統(tǒng)控制器算法進行了探討研究,包括常規(guī)PID控制算法,單神經(jīng)元PID控制算法,模糊PID控制算法。最后對系統(tǒng)軟件進行了設(shè)計,包括對嵌入式操作系統(tǒng)Linux進行了移植,硬件設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計等。以ARM為核心的直流電機調(diào)速控制系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡單,抗干擾能力強,性價比高。通過MATLAB仿真結(jié)果表明：基于單神經(jīng)元PID控制和模糊PID控制的直流電機調(diào)速性能優(yōu)于傳統(tǒng)控制策略,有很好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：直流電機 調(diào)速控制 ARM
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-21
• 1.1 直流電機調(diào)速概述13-16
• 1.1.1 直流電機調(diào)速的方法13-15
• 1.1.2 直流電機調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展概況15
• 1.1.3 直流電動機調(diào)速控制的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2 嵌入式系統(tǒng)概述16-19
• 1.2.1 嵌入式系統(tǒng)簡介16-18
• 1.2.2 嵌入式系統(tǒng)的特點18
• 1.2.3 ARM處理器介紹18-19
• 1.3 本文研究的意義及主要內(nèi)容19-21
• 1.3.1 本文研究的主要意義19-20
• 1.3.2 本文研究的主要內(nèi)容20-21
• 2 直流電機調(diào)速系統(tǒng)總體設(shè)計21-25
• 2.1 直流電機調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理21-22
• 2.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境介紹22-24
• 2.2.1 嵌入式操作系統(tǒng)22-23
• 2.2.2 代碼閱讀、編輯器Source Insight23
• 2.2.3 交叉編譯工具鏈23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 3 直流電機調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計25-39
• 3.1 硬件總體設(shè)計方案25
• 3.2 ARM處理器S3C2440介紹25-26
• 3.3 主控制器電路設(shè)計26-32
• 3.3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計27-31
• 3.3.2 串口通訊31
• 3.3.3 CAN通訊接口31-32
• 3.4 電機控制器電路32-38
• 3.4.1 電源模塊32-33
• 3.4.2 H橋驅(qū)動、隔離電路33-36
• 3.4.3 轉(zhuǎn)速鑒相電路36-37
• 3.4.4 模擬量輸入電路設(shè)計37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 直流電機調(diào)速控制算法研究39-59
• 4.1 電機調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立39-41
• 4.1.1 直流電動機數(shù)學(xué)模型39-41
• 4.1.2 驅(qū)動電路數(shù)學(xué)模型41
• 4.1.3 電流反饋數(shù)學(xué)模型41
• 4.2 常規(guī)數(shù)字PID控制器的設(shè)計41-47
• 4.2.1 數(shù)字PID控制算法41-43
• 4.2.2 PID控制器參數(shù)選擇43
• 4.2.3 電流環(huán)參數(shù)整定43-45
• 4.2.4 轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)整定45-46
• 4.2.5 常規(guī)PID算法MATLAB仿真46-47
• 4.3 單神經(jīng)元PID控制器設(shè)計47-50
• 4.3.1 單神經(jīng)元PID控制算法原理47-48
• 4.3.2 單神經(jīng)元PID控制算法仿真48-50
• 4.4 模糊PID控制器的設(shè)計50-57
• 4.4.1 模糊控制基本原理50-51
• 4.4.2 模糊控制器的設(shè)計51-56
• 4.4.3 模糊PID控制器仿真結(jié)果56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 5 直流電機調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計59-69
• 5.1 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境搭建59-64
• 5.1.1 建立交叉編譯環(huán)境59-61
• 5.1.2 Linux的內(nèi)核裁剪移植61-63
• 5.1.3 YAFFS文件系統(tǒng)63
• 5.1.4 ARM開發(fā)工具63-64
• 5.2 設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)64-67
• 5.2.1 CAN驅(qū)動程序設(shè)計64-66
• 5.2.2 PWM驅(qū)動程序設(shè)計66-67
• 5.2.3 A/D驅(qū)動67
• 5.3 本章小結(jié)67-69
• 6 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-77
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果77

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