計算機控制課程設(shè)計報告--基于單片機的直流伺服電機速度控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　《計算機控制技術(shù)》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　題 目： 基于單片機的直流伺服電機速度控制系統(tǒng) </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　專 業(yè)： 自動化 </p><p>　　年 級：

3、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2012年 12月 7日</p><p><b>　　目錄 </b></p><p

4、>　　任務(wù)書………………………………………………………………………………………..….2</p><p>　　參考資料…………………………………………………………………………………..……3</p><p>　　設(shè)計步驟與內(nèi)容………………………………………………………………………………7</p><p>　　設(shè)計總結(jié)…………………………………………………………

5、………………………..…...12</p><p><b>　　任務(wù)書</b></p><p><b>　　一、設(shè)計題目</b></p><p>　　基于單片機的直流伺服電機速度控制系統(tǒng)</p><p><b>　　二、設(shè)計目的</b></p><p>

6、　　1.加深理解和掌握計算機控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和原理。</p><p>　　2.學(xué)習(xí)并掌握基于狀態(tài)空間的狀態(tài)控制器的原理和設(shè)計方法。</p><p>　　3.學(xué)習(xí)并掌握數(shù)字控制器的仿真和實驗研究方法。</p><p><b>　　三、設(shè)計任務(wù)</b></p><p><b>　　1.設(shè)計任務(wù)：</b>

7、;</p><p>　　基于單片機設(shè)計一個直流伺服電機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，利用電機上光電編碼器所提供的轉(zhuǎn)速脈沖信號，通過選擇合適的數(shù)字控制算法，實現(xiàn)對給定的直流伺服電機的速度調(diào)節(jié)，要求在選定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速范圍（60—1800RPM）內(nèi)，調(diào)速系統(tǒng)都具有較為快速、平穩(wěn)和準(zhǔn)確的響應(yīng)性能。提交一份課程設(shè)計報告，其中包含的主要內(nèi)容：總體設(shè)計思路，測速算法的設(shè)計，控制算法的選擇，系統(tǒng)工作流程，實驗測試結(jié)果，分析討論，程序源代碼。<

8、;/p><p><b>　　2.實驗設(shè)備：</b></p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　Copal直流伺服電機：</p><p>　　L298N直流電機\步進電機兩用驅(qū)動模塊：</p><p>　　具體設(shè)計內(nèi)容步驟與程序等：</p>&

9、lt;p><b>　　步驟：</b></p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　#include "main.h"</p><p>　　#define Kp 0.05</p><p>　　#define Ki 0.05</p><p

10、>　　#define Kd 0.03</p><p>　　#define Kt 0</p><p>　　uchar code table[10] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};</p><p>　　uchar code LED_W[8] = {0,1,2,3,4,5,6,7};<

11、;/p><p>　　uchar code smd[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6,0xff};</p><p>　　uchar code number[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};</p><p>　　uchar code smgm[]={0x01,0x02,0x04,0x08

12、,0x10,0x20,0x40,0x80};</p><p>　　uchar code smgw[]={0,0,1,2,3,4,5,6,7};</p><p>　　uint pulse,jj;</p><p>　　float pre_err=0,last_err=0;</p><p>　　float Up=0,Ui=0,Ud=0,Uout=0

13、;</p><p>　　uchar P2state,control_out;</p><p>　　float speed_set=500,speed_measure;</p><p>　　uint value1,value2,value3,value4;</p><p>　　void Delay1(uint i)</p><

14、;p><b>　　{</b></p><p>　　uchar x,j;</p><p>　　for(j=0;j<i;j++)</p><p>　　for(x=0;x<=20;x++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void

15、delay2()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i;</b></p><p>　　for(i=0;i<400;i++) //控制延遲時間可以消影</p><p><b>　　{</b></p><p>

16、;<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xianshi()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P0=~smgm[smgw[8]]; //第8位顯示（左起為第1位） </p>&l

17、t;p>　　P2=smd[number[jj%10]]; //顯示個位數(shù)字</p><p><b>　　delay2();</b></p><p>　　P0=~smgm[smgw[7]]; //第7位顯示（左起為第1位）</p><p>　　P2=smd[number[jj%1000%100/10]]; //顯示個位數(shù)字<

18、/p><p><b>　　delay2();</b></p><p>　　P0=~smgm[smgw[6]]; //第6位顯示（左起為第1位）</p><p>　　P2=smd[number[jj%1000/100]]; //顯示個位數(shù)字</p><p><b>　　delay2();</b><

19、;/p><p>　　P0=~smgm[smgw[5]]; //第5位顯示（左起為第1位）</p><p>　　P2=smd[number[jj/1000]]; //顯示個位數(shù)字</p><p><b>　　delay2();</b></p><p><b>　　}</b></p>&l

20、t;p>　　void pid()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　pre_err=speed_set-speed_measure;</p><p>　　Up=Kp*pre_err;</p><p>　　Ui+=Ki*pre_err;</p><p>　　Ud=Kd

21、*(pre_err-last_err);</p><p>　　last_err=pre_err;</p><p>　　Uout=Up+Ui+Ud;</p><p>　　if(Uout>=255)Uout=255;</p><p>　　if(Uout<=0)Uout=0;</p><p>　　control_

22、out=(uchar)(Uout);</p><p>　　value3=(uint)(control_out);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(uint i)</p><p><b>　　{</b></p><p><

23、b>　　uint j,k;</b></p><p>　　for(j=i;j>0;j--)</p><p>　　{for(k=255;k>0;k--)PWM_out(control_out);}</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*void keyscan()<

24、;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2state=P2;</p><p>　　if((P2state&0x01)==0)</p><p>　　{delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x01)==0){speed_set+=10;}}</p>

25、<p>　　if((P2state&0x02)==0)</p><p>　　{delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x02)==0){speed_set+=50;}}</p><p>　　if((P2state&0x04)==0)</p><p>　　{delay(250);P2state=P2;

26、if((P2state&0x04)==0){speed_set+=100;}}</p><p>　　if((P2state&0x08)==0)</p><p>　　{delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x08)==0){speed_set+=500;}}</p><p>　　if((P2state&0

27、x10)==0)</p><p>　　{delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x10)==0){speed_set-=10;}}</p><p>　　if((P2state&0x20)==0)</p><p>　　{delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x20)==0){spee

28、d_set-=50;}}</p><p>　　if((P2state&0x40)==0)</p><p>　　{delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x40)==0){speed_set-=100;}}</p><p>　　if((P2state&0x80)==0)</p><p>　　

29、{delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x80)==0){speed_set-=500;}}</p><p><b>　　}*/</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ECT_init(

30、);</p><p>　　PWM_init();</p><p>　　SCI_init();</p><p>　　motor_H=1;</p><p>　　motor_L=0;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{&

31、lt;/b></p><p>　　//keyscan();</p><p>　　value1=(uint)(speed_set);</p><p>　　PWM_out(control_out);</p><p>　　//send_scope(value1,value2,value3,value4);</p><p

32、>　　//P0=0X00;</p><p>　　xianshi();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void int0() interrupt 0</p><p><b>　　{</b

33、></p><p><b>　　pulse++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void time0() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=(65536

34、-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p>　　speed_measure=pulse*15/2;//pulse/160/0.01*60</p><p>　　jj=speed_measure;</p><p>　　value2=(uint)(speed_measure);<

35、/p><p>　　pid();</p><p>　　pulse=0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　設(shè)計總結(jié)：</b></p><p>　　這是一次關(guān)于xxx同學(xué)跟xxx同學(xué)一起合作的計控課程設(shè)計，我們是這樣分工的：xxx主要是負(fù)

36、責(zé)硬件調(diào)試這一塊，xxx主要是負(fù)責(zé)軟件與程序這一塊，經(jīng)過我們的通力合作，終于完成了這次課設(shè)，但是其中也遇到種種挫折，比如xxx同學(xué)的程序有些小問題，但是經(jīng)過與同學(xué)們的對比跟互相討論，我們也得到了修正，又比如xxx同學(xué)在調(diào)試過程中遇到電機在旋轉(zhuǎn)，但是數(shù)碼管顯示的是亂碼等情況，經(jīng)驗證程序跟接線都無問題，我們猜測是實驗室提供的數(shù)碼管有問題，于是我們找人換了個板，最終在規(guī)定時間內(nèi)完成了這次課設(shè)。</p><p>　　經(jīng)過