基于单片机的交流伺服电机转速控制系统研究伺服电机属于控制电机,它分为直流伺服电机和交流伺服电机两种。由于交流伺服电机具有体积小,重量轻,大转矩输出,低惯量和良好的控制性能等优点,已广泛应用于自动控制系统和自动检测系统中作为执行元件,将控制电信号转换为转轴的机械转动。由于伺服电机的定位精度相当高,现代位置控制系统已越来越多地采用以交流伺服电机为主要部件的位置控制系统。这里的设计也正是通过控制继电器 继电器继电器是我们生活中常用的一种控制设备,通俗的意义上来说就是开关,在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。从另一个角度来说,由于为某一个用途设计使用的电子电路,最终或多或少都需要和某一些机械设备相交互,所以继电器也起到电子设备和机械设备的接口作用。 的闭合、断开,而达到控制脉宽大小的目的,通过闭环控制非标准交流伺服电机的滑动磁块的位移,利用磁场变化达到控制电机转速的目的。 1 交流伺服电机控制系统设计方案系统使用的交流伺服电机为三相交流电机;驱动器 控制U/V/W三相电形成电磁场;转子在此磁场的作用下转动,同时电机由接近传感器传感器凡是利用一定的物性(物理、化学、生物)法则、定理、定律、效应等把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的系统”。传感器是传感系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。 将转速信号反馈给驱动器;驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
控制流程图:
2 系统硬件设计本项目实质上采用STC89C52RC 单片机单片机是单片微型计算机的简称,是一种将中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)采用超大规模集成电路技术集成到一块硅片上构成的微型计算机系统。 构建一个最小系统,实现脉宽可调输出控制两个继电器,实现电机正反转智能控制,从而实现伺服电机的精确位移控制。控制系统组成通过按键输入电机所需的转速值并与转速传感器转速传感器转速传感器,将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速传感器属于间接式测量装置,可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造反馈回来的电机转速相比较,采用PID算法,经单片机处理后,转化成相应的脉冲信号,再经光电耦合器 耦合器耦合器是在微波系统中,能够将一路微波功率按比例分配成几路的元件。耦合器的作用是将信号不均匀地分成几分(称为主干端和耦合端,也有的称为直通端和耦合端),主要包括: 定向耦合器、功率分配器以及各种微波分支器件。 这些元器件一般都是线性多端口互易网络, 因此可用微波网络理论进行分析 。 调节继电器的开度,通过调节继电器的脉冲宽度,达到脉宽的调制,从而控制伺服电机上的磁块正负位移,使电机达到给定的转速值,同时单片机接受固定在伺服电机转轴上的转速传感器随着电机转动而产生的反馈脉冲信号,并在LEDLEDLED(Light Emitting Diode)即发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片,当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量。能完成数十种不同的工作,并且在各种设备中都能找到它们的身影。例如它们可以组成电子钟表 表盘上的数字,从遥控器 传输信息,为手表表盘照明并在设备开启时向您发出提示。 如果将它们集结在一起,可以组成超大电视屏幕上的图像,或是用于点亮交通信号灯。 实时显示电机的实际转速。
控制原理图:
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