基于ARM的PWM直流调速系统的研究doc-基于ARM的VIP免费

基于ARM的PWM直流调速系统的研究文亚凤（华北电力大学电气与电子工程学院，北京，102206）摘要：本文设计的直流PWM调速系统采用的是调压调速，整个系统采用了转速、电流双闭环控制结构。系统主电路采用大功率GTR为开关器件、H桥双极式电路为功率放大电路的结构,即可完成不可逆调速同时也可完可逆调速。PWM调制部分是在ARM嵌入式开发平台之上，运用C语言编程控制S3C2410X芯片的定时器来产生两路互补的宽度可调的矩形波。通过调节这两路波形的宽度来控制H电路中的GTR通断时间，以达到调节电机速度的目的。增加了系统的灵活性和精确性，使整个PWM脉冲的产生过程得到了大大的简化。关键字：双闭环系统，脉冲宽度调制，ARM嵌入式系统，S3C2410X芯片PWMmotorspeedcontrolsystemBasedonARMWenYafengSchool.ofElectricandElectronicalEngineering,,NCEPU(BJ)102206Abstract:ThePWMmotorspeedcontrolsysteminmyprojectisdesignedwiththemodeofvoltagecontrol,andtheentiresystemisbasedonthedoubleClosed-Loopstructure.ThemaincircuitofthesystemismadeupoflargepowerGTRwhichisusedasswitchandbipolarH-bridgecircuitwhichisusedaspoweramplifier.Suchkindofimplemetationcanperformirrevertableorreverablespeedcontrol.ThepartofPWMisbuiltontheplatformofARMembeddedsystem.ItcangeneratetwoadjustableimpulseswhichcancomplementeachotherthroughthecontrolofthetimersinS3C2410XchipbyCProgramming.InordertocontroltheopenorclosetimeofGTR，thewidthoftwochannelimpulsesareadjusted.Asaresult,thethespeedcontrolofmotorcanbereached.Suchimplemetationincreastheflexibilityandprecisionofthesystem,sotheprocedureofproducingPWMpulsesissimplfiedingreatdegree.KeyWords:doubleclosedloopgoverningsystems,pulsewidthmodulation(PWM),ARMembeddedsystem,chipS3C2410X1引言在如今的现实生活中，自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展，其中自动调速系统的应用则起着尤为重要的作用。虽然直流电机不如交流电机那样结构简单、价格便宜、制造方便、容易维护，但是它具有良好的起、制动性能，宜于在广泛的范围内平滑调速，所以直流调速系统至今仍是自动调速系统中的主要形式。现在电动机的控制从简单走向复杂，并逐渐成熟成为主流。其应用领域极为广泛，例如：军事和宇航方面的雷达天线、火炮瞄准、惯性导航等的控制；工业方面的数控机床、工业机器人、印刷机械等设备的控制；计算机外围设备和办公设备中的打印机、传真机、复印机、扫描仪等的控制；音像设备和家用电器中的录音机、数码相机、洗衣机、空调等的控制[１]。随着电力电子技术的发展，开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成为主流，脉宽调制技术表现出较大的优越性：主电路线路简单，需要用的功率元件少；开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗和发热都较小；低速性能好，稳速精度高，因而调速范围宽；系统快速响应性能好，动态抗扰能力强；主电路元件工作在开关状态，导通损耗小，装置效率较高；近年来，微型计算机技术发展速度飞快，以计算机为主导的信息技术作为一崭新的生产力，正向社会的各个领域渗透，直流调速系统向数字化方向发展成为一大趋势。2系统框图整个系统上采用了转速、电流双闭环控制结构，如图1所示。在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级连接，即以转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出作为PWM的控制电压。从闭环反馈结构上看，电流调节环在里面，是内环，按典型Ⅰ型系统设计；转速调节环在外面，成为外环，按典型Ⅱ型系统设计。为了获得良好的动、静态品质，调节器均采用PI调节器并对系统进行了校正。检测部分中，采用了霍尔片式电流检测装置对电流环进行检测，转速还则是采用了测速电机进行检测，达到了比较理想的检测效果。主电路部分采用了以GTR为可控开关元件、H桥电路为功率放大电路所构成的电路结构。控制部分采用C语言编程控制ARM－S3C2410X芯片的定时器产生两路互补的PWM脉冲波形，通过调节这两路波形的...