电子技术课程设计 题目：智能电机转速控制显示系统设计 学院计算机与通信工程学院 专业 学号 姓名Lei Ke 指导老师leike
摘要 当今社会，电动机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。直流电机作为最常见的一种电机，具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的起动性以及简单的控制电路等优点，因此在社会的各个领域中都得到了广泛的应用。我希望通过对电子电路设计及制作课程设计等环节，力求达到以下作用和目的：即进一步掌握模拟数字电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高对电子电路的设计和实验能力；熟悉并学会使用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定基础。 以下设计是以单片机为核心设计一个电动机转速测定以及数据显示系统，要求对转速范围在0—166r/min的直流调速电动机进行测量并显示，转速数据显示精度要达到转速个位数和加速、减速、定速、电机正转和反转的实时控制。本设计使用12V直流电机，将直流电机测速装置产生的脉冲信号输入到单片机外部中断0口，单片机工作在内部定时器工作方式0，对周期信号进行计数，调用计算公式计算出每秒的转速。调用显示程序在数码管上，其主要内容是单片机部分主要完成转速的测量，数码管显示部分主要把转速显示出来，显示范围在0—166r/min之间。 关键词：直流电机单片机转速控制数据显示
目录 摘要 (2) 目录 (3) 1.引言 (4) 2总体设计 (5) 2.1基本原理 (5) 2.2系统总体框图及设计思路 (6) 3.详细设计 (6) 3.1 硬件设计 (7) 3.2 软件设计. (8) 3.2.1程序设计思路 (8) 3.2.2 程序流程图 (9) 3.2.3 程序代码 (11)
基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统设计 成绩： 姓名： 班级：自动化13-3 学号： 日期：6月27日
PLC技能考核设计训练任务书 学生姓名专业年级自动化13-3学号 设计日期：201X年 5 月27 日至201X年 6 月6日 设计题目：基于PLC控制的转速闭环系统单次运行时间和运行总时间设计主要内容：使用PLC控制，记录PLC控制转速闭环系统的单次运行时间和总运行时间。 指导教师评语： 指导教师签字： 目录
1 绪论 (1) 1.1 变频器 (1) 1.2 可编程逻辑控制器PLC (1) 1.3触摸屏 (2) 2 系统硬件设计 (2) 2.1 系统设计目的 (2) 2.2 系统硬件结构框图 (2) 2.3 硬件选择 (4) 2.4 硬件接线 (6) 3系统软件设计 (7) 3.1 变频器参数 (7) 3.2 触摸屏组态画面 (8) 3.3 PLC编程 (8) 3.3 .1PLC程序矩形图 (8) 3.3.2 PID向导 (13) 3.3.3 PID指令 (17) 4 系统调试 (21) 5 总结 (23)
1 绪论 1.1 变频器 西门子变频器MM4系列在工业自动化控制领域有着广泛的应用，尤其是对于风机和泵类的负载控制效果理想，为企业提高了生产效率，降低了生产成本。其中西门子变频器MM420是该系列中的一种，它设计小巧，功能强大，扩展性强，用户通过配置操作面板可以完成参数设定，参数显示，快速调试，故障诊断等操作，为用户在调试过程中提高了效率。本文下面就来介绍一下西门子变频器MM420系列的常用参数，供用户在调试过程中进行参考。西门子变频器MM420参数西门子变频器MM420系列是西门子变频器MM4系列中经济性最好的一款产品，用户可以配置操作面板来实现对它的快速调试，在调试过程中，用户需要掌握常用参数的用法。 1.2 可编程逻辑控制器PLC 可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。其特点是：第一,灵活性、通用性强。继电器控制系统如果工艺要求稍有变化,控制电路必须随之作相应的变动,所有布线和控制柜极有可能重新设计,耗时且费力然而是利用存储在机内的程序实现各种控制功能的。因此当工艺过程改变时,只需修改程序即可,外部接线改动极小,甚至可以不必改动,其灵活性和通用性是继电器控制电路无法比拟的。第二,可靠性高,抗干扰能力强"继电器控制系统中,由于器件的老化、脱焊、触点的抖动以及触点电弧等现象是不可避免的,大大降低了系统的可靠性。而在控制系统中,大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的,加之在硬件和软件方面都采取了强有力的措施,使产品具有极高的可靠性和抗干扰能力可以直接安装在工业现场稳定地工作。 PLC在硬件方面采取电磁屏蔽、光电隔离、多级滤波等措施在软件方面采取警戒时钟、故障诊断、自动恢复等措施,并利用后备电池对程序和数据进行保护,因此被称为“专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机”。第三,编程简单,使用方便。PLC采用面向过程,面向问题的“自然语言”编程方式,直观易懂,主要采用梯形图和语句表编写程序,使得广大电气技术人员更容易接纳和理解。同时设计人员也可根据自己的喜好和实际应用的要求选择其他编程语言。标准是编程语言的标准,除了梯形图!语句表之外,还存在顺序流程图!结构化文本和功能块图三种编程语言的表达方式。一个程序的不同部分可用任何一种语言来描述,支持复杂的顺序操作功能处理以及数据结构。第四,功能强大,可扩展。的主要功能包括开关量的逻辑控制、模拟量控
1.绪论 例1：图1中，两个液压缸水平放置，活塞5用以推动一个工作台，工作台的运动阻力为Fr 。活塞1上施加作用力F ，缸2的孔径为20mm ，缸4的孔径为50mm ，Fr=1962.5N 。计算以下几种情况下密封容积中液体压力并分析两活塞的运动情况。 （1） （1） 当活塞 1上作用力F 为314N 时； （2） （2） 当F 为 157N 时； （3） （3） 作用力 F 超过314N 时。 解： （1）密封腔内液体压力为 1Mpa N/m 01102.04/3142621=?=?== πA F p 液体作用在活塞5上的力为 1962.5N /0.020.05314F F 221 2 ' R =?=? =A A 由于工作台上的阻力F R 为1963.5N ，故活塞1通过液体使活塞5和工作台作等速运动，工作台速度为活塞1速度的4/25。 （2）密封腔内液体压力为 Mpa 5.0N/m 010.502.04/1572 621=?=?== πA F p 作用于活塞5上的力为 N 981425 157F F 12' R =?=? =A A 不足以克服工作台的阻力，活塞1和活塞5都不动。 （3）由于工作台上阻力为1962.5N ，由（a ），当活塞1上作用力为314N 时，两活塞即以各自的速度作等速运动。故作等速运动时，活塞1上的力只能达到314N
例2：图1-8中有两个同心圆筒，内筒外径 ?100mm，内筒外壁与外筒内孔在半径方向的间隙为0.05mm 。筒长200mm ，间隙内充满某种液体。当外筒不转，内筒以每分钟120转的速度旋转时，测得所需转距1.44N ·m （不计轴承上的摩擦转距）。已知液体密度为870kg/m 3。 求液体的动力粘度和运动粘度。 解： 由F=μAdu/dz 因为间隙很小，所以可以看成 F=μAU/h 轴上的转距为 22D h U A D F M μ== 所以 AUD Mh 2= μ 1 .060120 1.02.01.0105.044.124 ?????????= -ππ =3.6×10-2Pa ·S /s m 100.41870 106.324-2 ?=?==ρυu 所以图1-8表示了一种测量油液粘度的方法。 2.流体力学基础 2-1、如图2-4（a ）所示U 型管测压计内装有水银，U 型管左端与装有液体的容 器相连，右端开口与大气相通，已知：mm h mm h 30,201==，容器内液体为水， 水银的密度为3 3/106.13m kg ?。 （1） （1） 试利用静压力基本方程中等压面的概念，计算A 点的相对压力和 绝对压力。 （2） （2） 又如图2-4（b ）所示，容器内装有同样的水，mm h mm h 30,151==试求A 点处的真空度和绝对压力。
控制系统课程设计 项目名称：以西门子S7-200为核心的电机速度监控 系统 学生姓名 / 学号： 卢泽涛 1307300108 吴钟森 1307300105 夏杰东 1307300107 指导老师：黄峥 班级电气133 专业名称电气工程及其自动化 提交日期 2016 年 12月 15 日 答辩日期 2016 年 12月 15日
一、系统整体功能说明及软硬件选型 1、通过PLC控制变频器，实现远程方式控制控制鼠笼式异步电动机的正反转及速度。 2、将编码器中与转速相对应的输出电压采集到PLC中。 3、通过PLC编写PID控制程序，控制电机的转速。 4、应用触摸屏组态软件设计控制系统的界面，与PLC进行动态连接，可在界面中控制电机的转速，显示变频器的频率、电机的正反转状态、实际转速等。 5、设置电机的正常转速范围（上、下限），当电机转速超出正常范围时，停机并报警，并可复位报警信号。 6、软硬件选型说明表如下： 二、 I/O点与输入输出设备对应关系表 PLC与变频器对应接线表
组态软件与PLC通信关系表 另外，变频器U、V、W端口分别接电机A、B、C三相，如图： 三、系统的原理图，包括主电路和控制电路。
四、软硬件相关设置的说明 1、软件相关设置：MCGS组态软件与西门子s7-200PLC连接相关设置如下： 2、欧姆龙变频器参数设置：n01=08；n02=01；n03=02；n32=0.4
五、程序功能的详细说明 1、MCGS组态设计，设计的界面以及功能如下： （1）电机运转前必须先输入转速（例如800 r/min）然后点击正转或反转按钮，为了安全，在电机转向切换时，先按停止，待电机停下再进行转向变换。 （2）该组态设置了电机转速报警，大于上限值（例如|1200| r/min）时停机报警。 （3）该组态可精准转换编码器转速对应频率。 （4）PID控制参数于PLC程序中编好，采用效果最好的一组。 （5）各参数设置详见上文第四硬件设置部分。 2、西门子s7-200PLC原程序详细说明如下：（见下页）
3.1 某一减速机要求液压马达的实际输出转矩T=, 转速n=30r/min。设液压马达的排量V M=12.5cm3/r,液压马达 的容积效率=0.9，机械效率=0.9,求所需要的流量和 压力各为多少？ 3.2 某液压马达每转排量V M=70mL/r,供油压力p=10MPa,输 入流量q=100L/min ，液压马达的容积效率=0.92，机械效率=0.94，液压马达回油腔的背压为0.2MPa,试求1. 液压马达输出转矩2.液压马达的转速 3.3 液压马达的排量V M=40ml/r,当马达在p=6.3MPa和n=1450r/min时，马达输入的实际流量q M=63L/min,马达的 实际输出转矩T M=37.5N.m ，求液压马达的容积效率机械效率和总效率 3.4 如图所示，A1和A2分别为两液压缸有效作用面积，A1=50cm2, A2=20cm2,液压泵流量q P=3L/min,负载W1=5000N，W2=4000N，不计损失，求两缸工作压力p1 p2及两活塞运动速度 V1 V2 6.6如图所示为某专用铣床液压系统，已知：泵的输出流量q P=30L/min,溢流阀调整压力P Y=2.4MPa,液压缸两腔作用面积分别为A1=50cm2, A2=25cm2，切削负载F L=9000N，摩擦负载F f=1000N,切削时通过调速阀的流量为q i=1.2L/min,若忽略元件的泄漏和压力损失，试求 1.活塞快速趋近工件时，活塞的快进速度v1及回路的效率n2 2.切削进给时，活塞的工进速度v2及回路的效率n2 1.快进时，1Y断电，2Y得电，只克服摩擦负 载2.切削进给时，由调速阀调速，1Y得电。2Y得电 2.9 有一齿轮泵,已知顶圆直径=48mm，齿宽B=24mm,齿数z=13。若最大工作压力p=10MPa，电动机转速n=980r/min。求电动机功率（泵的容积效率，总效率
综合课程设计 题目两相步进电机 学院计信学院 专业10自动化 班级2班 学生姓名 指导教师文远熔 2012 年12 月28 日
两相步进电机课程设计报告 步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业机械的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。控制系统通过单片机存储器、I/O 接口、中断、键盘、LED 显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动，随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，自六十年代初期以来，步进电机的应用得到很大的提高。人们用它来驱动时钟和其他采用指针的仪器，打印机、绘图仪，磁盘光盘驱动器、各种自动控制阀、各种工具，还有机器人等机械装置。此外作为执行元件，步进电机是机电一体化的关键产品之一，被广泛应用在各种自动化控制系统中，随着微电子和计算机技术的发展，它的需要量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。步进电机是机电数字控制系统中常用的执行元件，由于其精度高、体积小、控制方便灵活，因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用，大规模集成电路的发展以及单片机技术的迅速普及，为设计功能强，价格低的步进电机控制驱动器提供了先进的技术和充足的资源。 关键字: 步进电机单片机
PID 电动机转速控制与显示 摘要：在运动控制系统中，电机转速控制占有至关重要的作用。本文以A T89S51单片机为控制核心，产生占空比受数字PID 算法控制的PWM 脉冲实现对直流电机转速的控制。同时利用光电传感器将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机中，实现转速闭环控制，达到转速无静差调节的目的。在系统中采128×64LCD 显示器作为显示部件，通过4×4键盘设置P 、I 、D 、V 四个参数和正反转控制，启动后可以通过显示部件了解电机当前的转速和运行时间。该系统控制精度高，具有很强的抗干扰能力。 关键词：数字PID ；PWM 脉冲；占空比；无静差调节 1．PID 控制技术简介 1.1 PID 算法 控制算法是微机化控制系统的一个重要组成部分，整个系统的控制功能主要由控制算法来实现。目前提出的控制算法有很多。根据偏差的比例（P ）、积分（I ）、微分（D ）进行的控制，称为PID 控制。实际经验和理论分析都表明，PID 控制能够满足相当多工业对象的控制要求，至今仍是一种应用最为广泛的控制算法之一。下面分别介绍模拟PID 、数字PID 及其参数整定方法。 1.1.1 模拟PID 在模拟控制系统中，调节器最常用的控制规律是PID 控制，常规PID 控制系统原理框图如图1.1所示，系统由模拟PID 调节器、执行机构及控制对象组成。 图1.1 模拟PID 控制系统原理框图 PID 调节器是一种线性调节器，它根据给定值)(t r 与实际输出值)(t c 构成的控制偏差： )(t e =)(t r －)(t c （1.1） 将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量，对控制对象进行控制，故称为PID 调节器。在实际应用中，常根据对象的特征和控制要求，将P 、I 、D 基本控制规律进行适当组合，以达到对被控对象进行有效控制的目的。例如，P 调节器，PI 调节器，PID 调节器等。 模拟PID 调节器的控制规律为 ]) ()(1 )([)(0 dt t de T dt t e T t e K t u D t I p ++ =? （1.2）
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Exchange the speed of adjusting to design systematically with the electrical machinery that the one-chip computer controls ABSTRACT Frequency conversion that one-chip computer control transfer speed systematic design philosophy with transfer to difference frequency control. Achieve the goal of controlling rotational speed through changing the procedure . Because the motor is not big in power in the design, the rectifier can not adopt controlledly the circuit, the condenser strains waves; Going against the becoming device adopts three phases of the electric transistor to go against the becoming device. The systematic ensemble architecture is by the main return circuit mainly, drive the circuit, the photo electricity isolates the circuit, HEF4752 large scale integrated circuit, protects the circuit, the Intel series one-chip computer, Intel8253 timing count device of,Intel8255 programmable interface chip,Intel8279 keyboard not in common use display, IO interface chip, CD4527 proportion frequency division device and tests the speed such composition as the generator ,etc.. Have the dependability that can make the whole system operate of measuring and protecting the circuit to the return circuit.Unconventional CMOS could revolutionalize memory technology. Up to now, we DRAMs for main memory. Unfortunately, these are only increasing in speed marginally as shrinkage continues, whereas processor chips and their associated cache memory continue to double in speed every two years. The result is a growing gap in speed between the processor and the main memory. This is the memory gap and is a current source of anxiety. A breakthrough in memory technology, possibly using some form of unconventional CMOS, could lead to a major advance in overall performance on problems with large memory requirements, that is, problems which fail to fit into the cache.
直流电机控制系统设计
XX大学 课程设计 （论文） 题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院（系）自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 2012年7 月9 日至2012年7 月20 日 课程设计的内容及要求： 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 （1）掌握直流电机的工作原理及编程方法。 （2）掌握直流电机驱动电路的设计方法。 （3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。 （4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。 （5）完成系统硬件电路的设计。 （6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。 指导教师年月日 负责教师年月日
学生签字年月日 目录 0 前言 (1) 1 总体方案设计 (2) 1.1 系统方案 (2) 1.2 系统构成 (2) 1.3 电路工作原理 (2) 1.4 方案选择 (3) 2 硬件电路设计 (3) 2.1 系统分析与硬件设计 (3) 2.2 单片机AT89C52 (3) 2.3 复位电路和时钟电路 (4) 2.4 直流电机驱动电路设计 (4) 2.5 键盘电路设计 (4) 3软件设计 (5) 3.1 应用软件的编制和调试 (5) 3.2 程序总体设计 (5) 3.3 仿真图形 (7) 4 调试分析 (9) 5 结论及进一步设想 (9) 参考文献 (10) 课设体会 (11) 附录1 电路原理图 (12) 附录2 程序清单 (13)
第四章 液压泵和液压马达 液压泵完成吸油和排油，必须具备什么条件 泵靠密封工作腔的容积变化进行工作，容积增加吸油，容积减小排油。 什么是齿轮泵的困油现象有何危害如何解决 一部分的油液困在两轮齿之间的密闭空间，空间减小，油液受积压，发热，空间增大，局部真空，气穴、振动、噪声。在两侧盖板上开卸荷槽。 齿轮泵、双作用叶片泵、单作用叶片泵各有哪些特点。如何正确判断转向、油腔和进出油口。 齿轮泵结构简单、尺寸小、重量轻、价格低、流量压力脉动大、泄漏大。 叶片泵流量压力脉动小、噪声小、结构复杂、吸油差、对污染敏感。 单作用叶片泵可做成变量泵。 叶片泵根据叶片方向判断转向。根据容积变化判断进出油口。 为什么轴向柱塞泵适用于高压 柱塞泵配合精度高、泄漏小、容积效率高。 已知泵的额定压力和额定流量，管道压力损失忽略不计，图c 中的支路上装有节流小孔，试说明图示各种工况下泵出口处的工作压力值。 a) b) c) d) e) F F T ,n M 题图 a) b)油回油箱，出口压力为0。 c) 节流小孔流量ρP A C q d ???=20
出口压力 20)( 2A C q P d ?=?ρ d) 出口压力A F P = e) 功率关系M T T V q T T q P ? ?=?=?πω2 出口压力M V T P ?=π2 设液压泵转速为950r/min ，排量为V P =168m l /r ，在额定压力和同样转速下，测得的实际流量为150l /min ，额定工况下的总效率为，求： 1) 泵的理论流量q t ； 2) 泵的容积效率ηv ； 3) 泵的机械效率ηm ； 4) 泵在额定工况下，所需电机驱动功率P ； 5) 驱动泵的转矩T 。 1)理论流量min /6.159/168min /950l r ml r V n q p t =?=?= 2) 容积效率94.06 .159150===t v q q η 3) 机械效率93.094 .087.0===v m ηηη 4) 电机功率kW l Mpa q p P 48.887.0min//15095.2/=?=?=η 5) 转矩Nm n P P T 3.85602===πω 某液压马达排量V M =250ml/r ，入口压力为，出口压力为，总效率η=，容积效率ηV =。当输入流量为×10-3m 3/s 时，试求： 1) 液压马达的输出转矩； 2) 液压马达的实际转速。 1）功率关系n T V n p p m m ??=???-πη2)(21 输出转矩Nm V p p T m m 5.3622)(21=??-=π η v m ηη η=
大连理工大学本科设计报告题目：步进电机转速控制系统设计 课程名称：单片机综合设计 学院（系）：电子信息与电气工程学部 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 成绩： 2013 年7 月20 日
题目：步进电机转速控制系统设计 1 设计要求 1)利用ZLG7290的键盘控制直流电机（或步进电机的转速、转向）； 2)也可以利用ADC模块（与电位器配合），利用电位器控制转速； 3)利用ZLG7290的8位LED数码管显示电机转向、转速参数显示。 2 设计分析及系统方案设计 实验要求使用步进电机作为被控制对象，由ZLG7290做人机对话平台，利用单片机的P1（8位）和P3（部分口线）构造系统。实验最终实现功能、设计思路以及方案设计如以下几个小节所述。 2.1 系统设计实现功能 根据设计要求、现有设备以及知识储备，完成功能如下： ①由按键S1~S8实现转速切换，其中S1~S4正转，S5~S8反转 ②按键S16作为停止键，按下S10后步进电机停止转动，再按S1~S16步进电机按 照按键对应转速以及转向转动 ③按键S10作为复位键，当按下S10后，无论当前处于何种状态，系统恢复至初 始态 ④8为LED数码管显示当前步进电机转速（speed=0/1 1~4），转速前0表示正转， 1表示反转 ⑤若按下停止键，数码管显示当前转速；若按下复位键，数码管显示初始态speed=00 2.2 设计思路 本次的设计是LED显示与步进电机相结合以及若干功能键的组合的一种设计。根据之前学习的按键中断显示实验和定时器实验，使用INT0和INT1，INT0作为按键中断，INT1作为定时器。在主程序中实现LED初始显示、定时器计时初始、按键中断初始。INT0中断调用中断服务子程序实现对按键键值的判断，并根据相应的按键值实现对应步进电机的变化，并显示该按键对应的转速。INT1定时器中断根据INT0的按键键值，对定时器设定相应的初值，实现步进电机按规定的转速转动。对于按键停止，则是利用中断优先级，当INT0的中断优先级高时，系统进入中断，此时INT1停止计时，也就实现了步进电机的停止，当改变定时器与按键中断的优先级时，即把INT0设为低优先级，INT1设为高优先级，步进电机重新开始转动。此时添加一个对INT0位地址的查询，若有按键即正/反转的4档转速所对应的按键，步进电机开始重新转动。对于复位功能，则同样是利用按键键值的判断，在对应键值下控制电机初始化。
练习 一、填空题： 1.变量泵是指（）可以改变的液压泵，常见的变量泵有( )、( )、( )其中（）和（）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（）是通过改变斜盘倾角来实现变量。 （排量；单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵；单作用叶片泵、径向柱塞泵；轴向柱塞泵） 2．液压泵的实际流量比理论流量（）；而液压马达实际流量比理论流量（）。（小；大） 3．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（）与（）、（）与（）、（）与（）。 （柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘） 4．外啮合齿轮泵的排量与（）的平方成正比，与的（）一次方成正比。因此，在齿轮节圆直径一定时，增大（），减少（）可以增大泵的排量。（模数、齿数；模数齿数）5．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（）腔。 （吸油；压油） 6．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（），使闭死容积由大变少时与（）腔相通，闭死容积由小变大时与（）腔相通。（卸荷槽；压油；吸油）7．齿轮泵产生泄漏的间隙为（）间隙和（）间隙，此外还存在（）间隙，其中（）泄漏占总泄漏量的80%～85%。 （端面、径向；啮合；端面） 8．双作用叶片泵的定子曲线由两段（）、两段（）及四段（）组成，吸、压油窗口位于（）段。
（长半径圆弧、短半径圆弧、过渡曲线；过渡曲线） 9．调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉（弹簧预压缩量），可以改变泵的压力流量特性曲线上（）的大小，调节最大流量调节螺钉，可以改变（）。（拐点压力；泵的最大流量） 二、选择题： 1．双作用叶片泵从转子_径向力_平衡考虑，叶片数应选_偶数__；单作用叶片泵的叶片数常选__奇数__，以使流量均匀。 (a) 轴向力、(b)径向力；(c) 偶数；(d) 奇数。 2、_________叶片泵运转时，存在不平衡的径向力；___________叶片泵运转时，不平衡径向力相抵消，受力情况较好。 (a) 单作用；(b) 双作用。 3、对于直杆式轴向柱塞泵，其流量脉动程度随柱塞数增加而____________， ___________柱塞数的柱塞泵的流量脉动程度远小于具有相邻_____________柱塞数的柱塞泵的脉动程度。 (a) 上升；(b) 下降。(c) 奇数；(d) 偶数。 4、液压泵的理论输入功率____________它的实际输出功率；液压马达的理论输出功率__________其输入功率。 (a) 大于；(b) 等于；(c) 小于。 5、双作用叶片泵具有（）的结构特点；而单作用叶片泵具有（）的结构特点。 （A）作用在转子和定子上的液压径向力平衡 （B）所有叶片的顶部和底部所受液压力平衡 （C）不考虑叶片厚度，瞬时流量是均匀的 （D）改变定子和转子之间的偏心可改变排量 （A、C；B、D）
XX大学 课程设计 （论文） 题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名
指导教师 航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院（系）自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 2012年7月9日至2012年7月20日 课程设计的容及要求： 1.容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 （1）掌握直流电机的工作原理及编程方法。 （2）掌握直流电机驱动电路的设计方法。 （3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。 （4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。 （5）完成系统硬件电路的设计。 （6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。
指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 目录 0 前言1 1 总体方案设计2 1.1 系统方案2 1.2 系统构成2 1.3 电路工作原理2 1.4 方案选择3 2 硬件电路设计3 2.1 系统分析与硬件设计3 2.2 单片机AT89C523 2.3 复位电路和时钟电路4 2.4 直流电机驱动电路设计4 2.5 键盘电路设计4 3软件设计5 3.1 应用软件的编制和调试5 3.2 程序总体设计5
3.3 仿真图形7 4 调试分析9 5 结论及进一步设想9参考文献10 课设体会11 附录1 电路原理图12附录2 程序清单13
直流电机调速系统设计 XXXXX大学自动化学院 摘要：本篇论文介绍了基于单片机的直流电机PWN调速的基本办法，直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。重点介绍了基于MCS-51单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。 直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。电动机调速系统采用微机实现自动控制，是电气传动发展的主要方向之一。采用微机控制后，整个调速系统体积小，结构简单、可靠性高、操作维护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。 关键词：单片机最小系统；PWM ；直流电机调速; 0 前言 电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。然而近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。而作为单片嵌入式系统的核心—单片机，正朝着多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O功能等方向发展。随着计算机档次的不断提高，功能的不断完善，单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面，特别是在直流电动机的调速控制系统中。这是因为单片机具有很多优点：体积小，功能全，抗干扰能力强，可靠性高，结构合理，指令丰富，控制功能强，造价低等。所以选用单片机作为控制系统的核心以提高整个系统的可靠性和可行性。
第二章液压泵和液压马达三、习题 (一)填空题 1．常用的液压泵有、和三大类。 2．液压泵的工作压力是，其大小由决定。 3．液压泵的公称压力是的最高工作压力。 4．液压泵的排量是指。 5．液压泵的公称流量。 6．液压泵或液压马达的总效率是和的乘积。 7．在齿轮泵中，为了，在齿轮泵的端盖上开困油卸荷槽。 8．在CB-B型齿轮泵中，减小径向不平衡力的措施是。 9．是影响齿轮泵压力升高的主要原因。在中高压齿轮泵中，采取的措施是采用、、自动补偿装置。 10．双作用叶片泵定子内表面的工作曲线是由、和组成。常用的过渡曲线是。 11．在YB1型叶片泵中，为了使叶片顶部和定子内表面紧密接触，采取的措施是。 12．在高压叶片泵中，为了减小叶片对定子压紧力的方法有和。 13．变量叶片泵通过改变，来改变输出流量，轴向柱塞泵通过改变，来改变输出流量。 14．在SCYl4-1B型轴向柱塞泵中，定心弹簧的作用是。 15．在叶片马达中，叶片要放置，叶片马达的体积小，转动惯量小，动作灵敏，适用于的场合。由于泄漏大，叶片马达一般用于、、和的场合。 (二)判断题 1．液压泵的工作压力取决于液压泵的公称压力。( ) 2．YB1型叶片泵中的叶片是依靠离心力紧贴在定子内表面上。( ) 3．YB1型叶片泵中的叶片向前倾，YBX型叶片泵中的叶片向后倾。( ) 4．液压泵在公称压力下的流量就是液压泵的理论流量。( ) 5．液压马达的实际输入流量大于理论流量。( ) 6．CB-B型齿轮泵可作液压马达用。( ) (三)选择题
1．液压泵实际工作压力称为；泵在连续运转时，允许使用的最高工作压力称为；泵在短时间内过载时所允许的极限压力称为。 A．最大压力 B．工作压力 C．吸入压力 D．公称压力 2．泵在单位时间内由其密封容积的几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积称为。 A．实际流量 B．公称流量 C．理论流量 3．液压泵的理论流量实际流量。 A．大于 B．小于C．等于 4．YB1型叶片泵中的叶片靠紧贴在定子内表面；YBX型变量叶片泵中的叶片靠紧贴在定子内表面。 A．叶片的离心力 B．叶片根部的油液压力 C．叶片的离心力和叶片根部的油液压力 5．CB-B型齿轮泵中，泄漏途径有三条，其中对容积效率的影响最大。 A．轴向间隙 B．径向间隙 C．啮合处间隙 6．对于要求运转平稳，流量均匀，脉动小的中、低压系统中，应选用。 A．CB-B型齿轮泵 B．YB1型叶片泵 C．径向柱塞泵 7．液压泵的最大工作压力应其公称压力，最大输出流量应其公称流量。 A．大于 B．小于 C．等于 D．大于或等于 E．小于或等于 8．公称压力为6.3MPa的液压泵，其出口接油箱。则液压泵的工作压力为。A．6.3MPa B．O C．6.2MPa (四)问答题 1．液压泵要完成吸油和压油，必须具备的条件是什么? 2．在齿轮中，开困油卸荷槽的原则是什么? 3．在齿轮泵中，为什么会产生径向不平衡力? 4．高压叶片泵的结构特点是什么? 5．限压式变量叶片泵的工作特性是什么? (五)计算题 1．某液压泵的工作压力为10MPa，实际输出流量为60L/min，容积效率为0.9，机械效率为O.94，试求： 1)液压泵的输出功率。 2)驱动该液压泵的电动机所需功率。 2．某液压马达的排量为V M=100mL/r，输入压力为p=10MPa，背压力为1MPa，容积效率ηMV=O.96，机械效率ηMm=0.86，若输入流量为40L/min，求液压马达的输出转速、转矩、输入功率和输出功率。 3．已知液压泵的输出压V M=100mL/r力p=12MPa，其机械效率ηm=0.94，容积效率ηV=0.92，排量V=10mL/r；马达的排量为V M=100mL/r，马达的机械效率为ηMm=0.92，马达的容积效率ηMV=O.85，
直流电动机转速控制 王文玺 （北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京） 摘要：通过对直流电动机控制系统的建模，再利用Matlab对建模后的系统进行分析，来加深对自动控制系统的理解。找到系统的输入、输出，理清经历各环节前后的信号变化，找出系统传递函数。 关键词：直流电动机、Matlab、建模、传递函数 1、直流电动机动态数学模型建立 1.1直流电机数字PID闭环速度控制，系统实现无静差控制。 这是一个完整的带PID算法的直流电动机控制系统。目标值为给定的期望值，期望值与被测输出结果形成的反馈做比较，得到误差信号。误差信号经过PID控制环节得到控制信号。继而经历驱动环节得到操作量，驱动量作用与对象即电动机然后得到输出信号即转速。转速通过传感器得到反馈信号。 1.2PID控制环节 1.3被控对象（直流电动机）的统一数学模型 信号类型一次为，输入信号为电压，然后电流、电流、转矩、转速，反馈信号为电压。
各环节的比例函数为： 1.3.1额定励磁条件下，直流电机的电压平衡关系： （Ud为外加电压，E 为感应电势，R a为电枢电阻 ，La为电枢电感，i a为电枢电流。） 拉氏变换后： （ra—L ／R ，为电枢时间常数） 1.3.2直流电机的转矩平衡关系及拉氏变换： （Te 为电磁转矩，Tl 为负载转矩，B为 阻尼系数，J 为转动惯量，w为电机机 械转速，rm=J／B，为机械时间常数） 1.3.3电动机传递函数 可见直流电动机本身就是一个闭环系统，假设电机工作在空载状态，且机械时间常数远大于电枢时间常数，则电机传递函数可近似为： 1.4具体实例 电枢控制直流电动机拖动惯性负载的原理图，涉及的参数有：电压U为输入，转速为输出，R、L为电枢回路电阻、电感，K 是电动机转矩系数，K 是反电动势系数，K 是电动机和负载折合到电动机轴上的黏性摩擦系数，．厂是电动机和负载折合到电动机轴上的转动惯量。已知：R一2．0 Q，L：==0．5 H ，K = Kb一0．015，Kf一0．2 Nms，J— o．02kg．m 。 ( 取电压U为输入，转速叫为输出，由已知条件和原理图，根据直流电机的运动方程可以求出电动机系统的数学模型为：
摘要 当今，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。特别是在直流电动机广泛应用的电气传动领域，起到至关重要的作用。直流电动机因为具有良好的调速性能和比较大的起动转矩，一直被应用在电气领域，尤其是在需要调速性能很高的场所。在制造业、工农业自动化、铁路与运输等行业都被广泛的应用，随着市场的竞争力，对直流电动机的需求也越来越高，同时对直流电动机的调速性能也有了更高的要求。因此，研究直流电动机转速控制系统的调速性能有着很重要的意义。 在本次的设计中采用PWM控制直流电动机转速。PWM脉冲受到PID算法的控制，被用来控制直流电动机的转速。同时利用安装在直流电动机转轴上的光电式传感器，将直流电动机的转速转换成脉冲信号，反馈到单片机，形成闭环反馈控制系统，改变不同占空比的PWM脉冲就可以实现直流电动机转速控制。 本论文对每一个方案的选择都进行详细的论述，在软件和硬件部分都进行了模块化。硬件部分首先给出一个以AT89S52单片机为核心的整体结构图，并对驱动电路、显示电路等模块进行详细的阐述。在软件部分给出整体程序流程图，对PWM 程序、PID算法程序、显示程序等模块详细的阐述。本次系统设计的具有抗干扰能力强、性价比高、维修简单方便等优点。 关键词：PWM；单片机；直流电动机；转速控制
Abstract Nowadays, automatic control system has been widely used and greatly developed in all walks of life. As the dominant part of electric drive, direct current (DC) control plays an important role in modern production, especially in the DC motor is widely used in the field of electric transmission. DC motor because of its good speed control performance and relatively large starting torque, has been applied in the electrical field, especially in the high speed performance requirements of the occasion. Is widely used in the manufacturing industry, industry and trade of agricultural automation, rail and transit industry, with the competitiveness of the market, the demand of DC motor is also more and more high, also of the DC motor speed performance also has the higher requirements. Therefore, it is very important to study the speed control performance of the DC motor speed control system. In this design, using PWM control DC motor speed. PWM pulse is controlled by the PID algorithm, PWM is used to control the speed of DC motor. At the same time, the hall sensor mounted on the rotational shaft of the DC motor, the DC motor speed is converted into a pulse signal, feedback to the microcontroller, form a closed loop feedback control system, changing the duty ratio of the PWM pulse can realize DC motor speed control. In this paper, the choice of each program are discussed in detail, in both the software and hardware parts are modular. In the part of hardware, we first give a whole structure diagram with AT89S52 single chip microcomputer as the core, and elaborate the driving circuit, display circuit and other modules in detail. In the software part gives the overall program flow chart, the PWM program, PID algorithm program, display program, and other modules are described in detail. The system design has the advantages of strong anti-interference ability, high cost performance, easy maintenance and so on. Key Words: PWM; microcomputer; DC motor; speed control