本文關鍵詞：基于霍爾傳感器的電機轉速測量與調速系統(tǒng)設計和研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著新器件和新的控制技術的使用,在控制系統(tǒng)中對電機的轉速測量及控制提出了更高的要求,本文提出了基于MSP430為核心的最小化系統(tǒng)。通過霍爾傳感器實現(xiàn)了對電機的轉速測量,通過放大與濾波電路后經(jīng)過MSP430單片機數(shù)字量接口完成脈沖計數(shù),經(jīng)過換算成真實的轉速值后實現(xiàn)LED顯示及串口的發(fā)送的功能。如果電機轉速超速,則系統(tǒng)報警。單片機上完成了電機轉速的設定值及不同功能的按鍵輸入,通過串口實現(xiàn)與上位機的通訊功能。本文詳細介紹了霍爾傳感器在電動機上測速的原理及實現(xiàn)方法;介紹了對電動機設定值條件下的自動調速方法,分別分析了PID控制、模糊PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制方法,給出了相應的仿真圖形。詳細介紹了系統(tǒng)的總體硬件電路設計,主要對霍爾傳感器電機測量系統(tǒng)的整體硬件電路概述,以及針對霍爾傳感器電機測量系統(tǒng)的硬件電路的總體設計。設計了以MSP430單片機為核心的硬件電路,包括濾波電路,放大電路,電源電路,RS485電路等,并對MSP430單片機的片上系統(tǒng)做了概述。本文詳細介紹了單片機數(shù)字量采集的軟件實現(xiàn)方法,單片機的整體工作流程,單片機串口數(shù)據(jù)交互流程,報警功能,按鍵功能等整體流程。對模糊PID控制功能的實現(xiàn)做了詳細的說明。設計了MATLAB GUI上的上位機界面速度顯示與調速系統(tǒng),完成了上位機界面的整體流程圖的說明。通過試驗驗證,滿足了控制設計要求。本項目將傳感器技術和微控制器有效結合起來,進行基于霍爾傳感器的電機測速系統(tǒng)設計和開發(fā),實現(xiàn)對電機轉速的高精度、非接觸式測量和性能監(jiān)控,對電動機、機床主軸等旋轉設備在日常工農業(yè)生產中的檢測及其進一步性能優(yōu)化具有重要的意義和應用價值。本研究通過了解最新有價值的電機測速發(fā)展動態(tài),以MSP430單片機為主控制器,使用霍爾傳感器實現(xiàn)對電機轉速測量;同時將傳感器技術和微控制器有效結合起來,實現(xiàn)非接觸測量和LED顯示,如果電機超速則報警同時繼電器切斷開關,實現(xiàn)高性能的電機測速系統(tǒng)控制。經(jīng)過試驗表明所設計的硬件電路及軟件程序是正確的,滿足設計要求。
【關鍵詞】：電機轉速測量 霍爾傳感器 MSP430單片機 MATLAB GUI
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212;TM306
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 電機調速系統(tǒng)9
• 1.2 轉速測量在調速系統(tǒng)中的應用研究9
• 1.3 霍爾傳感器的應用以及局限性9-10
• 1.4 論文研究的目的和意義10-11
• 1.5 本論文所研究的主要工作11-13
• 第二章 電機轉速測量與調速系統(tǒng)研究13-33
• 2.1 電機轉速測量系統(tǒng)13-23
• 2.1.1 電機轉速測量方式介紹13-15
• 2.1.2 電機轉速測量方法介紹15-17
• 2.1.3 霍爾傳感器測量原理及應用介紹17-19
• 2.1.4 霍爾傳感器的特點19
• 2.1.5 霍爾傳感器的溫度補償19-23
• 2.2 電機調速系統(tǒng)23-32
• 2.2.1 常規(guī)PID控制調速系統(tǒng)23-24
• 2.2.2 模糊PID控制調速系統(tǒng)24-29
• 2.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制調速系統(tǒng)29
• 2.2.4 BP網(wǎng)絡介紹29-32
• 2.3 本章小結32-33
• 第三章 系統(tǒng)硬件電路整體設計33-48
• 3.1 硬件電路整體框圖33-34
• 3.2 MSP430單片機34-37
• 3.2.1 MSP430單片機的選取34
• 3.2.2 MSP430單片機的特點34-35
• 3.2.3 MSP430單片機與51單片機的比較35-36
• 3.2.4 MSP430單片機在本課題中的應用36-37
• 3.2.5 JTAG技術37
• 3.3 霍爾傳感器37-39
• 3.3.1 霍爾元件37-39
• 3.4 供電電源設計39-40
• 3.5 信號放大電路40-41
• 3.6 鍵盤電路41-42
• 3.7 信號A/D轉換實現(xiàn)42
• 3.8 串行通訊的實現(xiàn)42-44
• 3.8.1 RS-485 介紹43
• 3.8.2 RS485硬件電路實現(xiàn)43-44
• 3.9 輸出顯示的實現(xiàn)44
• 3.10 電機控制電路設計44-47
• 3.11 本章小結47-48
• 第四章 基于霍爾傳感器的電機轉速測量與調速系統(tǒng)軟件設計48-66
• 4.1 軟件設計整體框架48-50
• 4.2 MSP430軟件開發(fā)工具的介紹50-51
• 4.3 MSP430定時功能的應用51-53
• 4.4 MSP430單片機程序設計53-59
• 4.4.1 上電初始化子程序53-54
• 4.4.2 溫度信號采集子程序54-55
• 4.4.3 PID控制子程序55-56
• 4.4.4 數(shù)據(jù)處理子程序56-57
• 4.4.5 PWM輸出子程序57-58
• 4.4.6 LED顯示子程序58
• 4.4.7 串口通訊子程序58
• 4.4.8 按鍵子程序58-59
• 4.5 上位機軟件設計59-65
• 4.5.1 MATLAB GUI59-60
• 4.5.2 上位機軟件總體功能60-61
• 4.5.3 MATLAB GUI上數(shù)據(jù)采集61-62
• 4.5.4 MATLAB GUI上對下位機數(shù)據(jù)發(fā)送62-64
• 4.5.5 數(shù)據(jù)的保存與載入64-65
• 4.6 本章小結65-66
• 第五章 實驗結果與分析66-69
• 5.1 初步調試66-67
• 5.2 試驗驗證67-68
• 5.3 本章小結68-69
• 第六章 結論和展望69-71
• 6.1 研究總結69
• 6.2 本文創(chuàng)新點69-70
• 6.3 前景展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-76
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文76-77
• 附錄77-78

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2 李蔭蓮;;霍爾傳感器使用入門[J];電子制作;2011年06期

3 翁善臣;;霍爾傳感器[J];儀器制造;1982年06期

4 王奕軍;霍爾傳感器[J];電氣時代;2000年10期

5 宋吉江,牛軼霞;用霍爾傳感器測量大電流[J];中國設備管理;2001年02期

6 任杰,馬懷祥,賈糧棉;霍爾傳感器在動態(tài)換擋系統(tǒng)中的應用[J];起重運輸機械;2003年08期

7 白韶紅;集成霍爾傳感器的發(fā)展[J];自動化儀表;2003年03期

8 盧光華,劉曙光;磁補償霍爾傳感器在電力電子方面的應用研究[J];儀表技術;2003年05期

9 劉強,羅中良;用集成霍爾傳感器設計智能計米器[J];西安航空技術高等�？茖W校學報;2004年01期

10 鄧重一;歐偉明;;一種霍爾傳感器中的非線性問題修正方法的研究[J];電氣開關;2005年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 宋音;;集模擬開關于一體的旋流式低零點偏差霍爾傳感器[A];信息科學與微電子技術:中國科協(xié)第三屆青年學術年會論文集[C];1998年

2 章昌奕;劉柏春;孫文光;;設計性實驗——霍爾傳感器在物理實驗中的應用[A];2005年全國高校非物理類專業(yè)物理教育學術研討會論文集[C];2005年

3 祁士勇;孫麗;;基于霍爾傳感器的轉速測量系統(tǒng)的設計[A];低碳經(jīng)濟與科學發(fā)展——吉林省第六屆科學技術學術年會論文集[C];2010年

4 王相海;劉庭欣;;直流大電流原位檢測[A];中國儀器儀表學會第三屆青年學術會議論文集（下）[C];2001年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 本報記者 趙艷秋;汽車工控需求大 霍爾傳感器中國市場高速增長[N];中國電子報;2009年

2 西安電子科技大學微電子學院 辛維平　博士;高性能小型化成霍爾傳感器未來發(fā)展方向[N];中國電子報;2009年

3 浙江 趙登科;集成霍爾傳感器簡介與檢測方法[N];電子報;2003年

4 北京 王廷林;CS839霍爾傳感器的原理及應用[N];電子報;2001年

5 陜西 翟正和 編譯;霍爾傳感器測量發(fā)動機轉速與電壓[N];電子報;2012年

6 成都 新力;國外電子電路集粹（三）[N];電子報;2004年

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1 李楠;車輛驅動防滑系統(tǒng)輪速信號特性分析及優(yōu)化[D];浙江理工大學;2016年

2 鄭劍斌;霍爾傳感器磁系統(tǒng)優(yōu)化設計[D];福州大學;2014年

3 張玲娜;基于霍爾傳感器的電機轉速測量與調速系統(tǒng)設計和研究[D];西安石油大學;2016年

4 汪磊;片上一體化霍爾傳感器的研究與設計[D];南京大學;2011年

5 孫愷;一種三維硅霍爾傳感器的研制[D];蘇州大學;2012年

6 張?zhí)?開關型集成霍爾傳感器的研究與設計[D];電子科技大學;2013年

7 朱振鐸;高靈敏度片上水平霍爾傳感器[D];南京大學;2015年

8 王金艷;霍爾傳感器轉速檢測系統(tǒng)的設計與研究[D];黑龍江大學;2010年

9 吳金山;片上磁敏式霍爾傳感器失調和噪聲消除技術的研究[D];南京郵電大學;2012年

10 曾婭娟;基于霍爾傳感器磁場檢測的低流速測量研究[D];湖南師范大學;2015年

  本文關鍵詞：基于霍爾傳感器的電機轉速測量與調速系統(tǒng)設計和研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：327080