【摘 要】
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直流电机具有优越的起动和制动性能,且控制简单、技术发展成熟,适用于需要在大范围内实现平滑调速的场合。近年来,虽然交流电机技术发展迅猛,但是在高性能可控电力拖动的工业
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直流电机具有优越的起动和制动性能,且控制简单、技术发展成熟,适用于需要在大范围内实现平滑调速的场合。近年来,虽然交流电机技术发展迅猛,但是在高性能可控电力拖动的工业生产领域中,直流电机仍然具有举足轻重的地位。本文以冷轧管机应用为背景,结合国产调速器技术发展和应用需求,设计了一款基于ARM的直流电机可逆调速控制器。该控制器具有高性能和较低的成本的特点,旨在替代国外的同类产品,有助于提高国产直流调速控制器的技术水平,更好地满足应用需求。本文首先简要论述了直流电机的控制原理,对可逆调速的控制方法进行了讨论,并采用MATLAB/Simulink工具对可逆调速运行过程进行了仿真分析。在此基础上,结合实际需求提出了基于ARM的直流电机可逆调速控制器的设计方案。以STM32F103RBT6和EPM1270为核心架构,设计了包括转速和电流信号检测电路、开关和过零信号检测电路、触发脉冲输出电路、人机交互电路等部分的控制器硬件电路,并根据抗干扰的原则完成了PCB布线。在硬件装配和调试的基础上,完成控制器的软件设计。移植了μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统,采用分层设计的方法,首先完成各个硬件模块的驱动程序设计和调试,并根据调速控制器所要实现的功能,把应用程序分成多个任务并合理调度,有效利用了微控制器的资源和运行能力,提高了系统的实时性。在完成控制算法编程和应用功能开发后,在实验室构建了实验装置,完成了直流电机调速控制实验,结果表明该调速控制器设计达到了预期的性能指标。最后对论文的研究工作进行了总结,并对今后的工作提出了建议。
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