1、装订线摘 要在电子机械行业快速发展的今天，各类电子机械类产品以飞快的步伐进入到人们的视野中。为人们的生活带来极大的便利。同时也以各种不同的方式解放着生产力。在这些电子机械领域，电机无疑占着举足轻重的位置。现在各类工厂里的自动化生产线，如汽车生产线、生活用品生产线、阿里巴巴的智能仓库等等无不涉及电机的控制。当下最流行的各类机器人大赛，归根结底就是掌握对电机运动控制的比拼。因此，电机运动的控制的好坏对日常生产生活发展的影响就显得如此重要。STM32单片机对电机运动的控制性能佳。因此，可作为对直流电机运动控制的核心芯片。同时，LabVIEW是VI公司新开发的一种软件编译环境，从开发至今，已经被广泛的
2、应用于工业测试，学术研究等领域。该软件是一种非常实用的应用测量软件，可以以绝对低的成本获取所需要测量的数据。以及相应仪器的控制方面。因此可选为直流电机调速系统的上位机。将二者相结合，可以开发出一种界面友好，速度控制性能佳的直流电机调速系统。本设计以stm32单片机作为核心控制板，以直流减速电动机作为控制对象，采用LabVIEW软件作为上位机，开发出一套基于单片机的直流电机调速系统。可以实现对直流电机速度控制的启停控制、加减速控制、速度显示功能、追踪直流电机速度曲线的功能。同时直流电机的速度曲线要具有较好的精度控制。最终形成一套具有良好速度控制功能的直流电机调速系统。关键字：直流电动机，stm3
3、2，LabVIEW，速度控制ABSTRACTWith the rapid development of electronic machinery industry today, all kinds of electronic and mechanical products to the rapid pace of entering into the peoples vision. It brings great convenience to peoples life. At the same time in different ways. In the field of the liberat
4、ion of the productive forces of electronic machinery, motor undoubtedly occupies a pivotal position. Now all kinds of factories. The automatic production line, such as automobile production lines, daily necessities and so on all production lines, intelligent warehouse Alibaba involved in motor contr
5、ol. Various types of robot contest the most popular, after all is the master of motor motion control competition. Therefore, the quality of the motor control effect on the development of daily life is so important.The control performance of Stm32 single chip microcomputer for DC motor is good. There
6、fore, it can be used as the core chip of DC motor control. At the same time, LabVIEW is a new software development company VI compiler environment, from the development so far, has been widely used in industrial test, field of academic research. The software is a very practical application of measur
7、ement software, can obtain the data to be measured in the lowest cost and the control of the corresponding instrument. Therefore, the optional motor is the DC motor speed regulation system, and the combination of the two can develop a DC motor speed control system with friendly interface and good sp
8、eed control performance.This design takes the STM32 monolithic integrated circuit as the core control board, uses the DC motor as the control object, uses the LabVIEW software as the host computer, develops a set of DC motor speed control system. It can realize the speed control of DC motor start st
9、op control, acceleration and deceleration control, speed display function, tracking DC motor speed curve function. At the same time, the speed curve of DC motor should have good precision control. Finally, a DC motor speed control system with good speed control function is formed.KEY WORDS: DC motor
10、, LabVIEW , STM32, Speed control目 录第一章 绪论11.1本课题的研究背景与意义11.2本课题的国内外研究发展现状11.3 本课题的研究方法2第二章 直流电动机与LabVIEW介绍32.1 直流电动机32.1.1 直流电动机基本结构32.1.2 直流电动机工作原理42.1.3 直流电动机速度控制方法42.2 LabVIEW概述52.2.1 LabVIEW的简介52.2.2 LabVIEW的优点62.2.3 LabVIEW编程基础6第三章 系统硬件电路设计93.1 核心控制板93.1.1 核心控制板的选择93.1.2 核心控制板的引脚图93.2 电源模块103.3
11、 电机驱动模块113.4 编码器模块11第四章 系统上位机的搭建134.1 用户界面的设计134.2 程序框图的设计13第五章 系统软件设计175.1 PWM脉冲控制技术175.1.1 PWM控制的基本原理175.1.2 直流电机的PWM控制技术185.2 PID控制器的设计195.2.1 PID控制的原理195.2.2 PID参数的整定方法195.3 系统的程序流程图21第六章 系统测试246.1 硬件电路测试246.2 电机转速读数测定276.3 电动机速度参数的调试276.3.1 PID参数的调试276.3.1 PID参数的调试过程中的速度波形图28总结与展望341 研究成果342 不足
12、343 展望34参考文献36共 4 页 第 5 页装订线第一章 绪论1.1本课题的研究背景与意义在发展迅猛的工业过程中，电动机已经成为了一种主要的驱动设备。特别是直流电动机。即便它没有交流电动机应用那样广泛，但它凭借着优良的启动、平滑的调速性及其结构上的简单，依旧成为许多电器设备，如电梯，洗衣机，各类机器人等的驱动装置。在我们日常教学及实验室项目开发上，直流电动机也因为其具有良好的性能而被众多开发人员所青睐。在工业生产及生活方面有着不可取代的地位。伴随着单片机技术和电力电子技术的发展，使得对直流电机的速度控制从模拟化向数字化转变。早期的模拟化电机控制方式逐渐消亡。取而代之的是现在被广泛应用的P
13、WM脉宽调制控制方式。其控制方法是将控制芯片单片机产生的控制信号，通过控制晶闸管门极开关控制开关周期，进而调节整个过程中电动机的平均电压，从而达到对电机速度控制的目的。同时，本课题采用了LabVIEW作为上位机，LabVIEW是一种图形化编程软件，隶属于虚拟仪器领域。随着近几年计算机技术的快速发展，LabVIEW做为一种图形化编程软件以其自身特有的优势在现代得到了快速的发展。并且在我们的生产生活中得到了广泛应用，如工程设计、实验研究，工业制造等。如今，如果采用LabVIEW这种图像化虚拟仪器搭建测试仪器，将大大省去工程设计中的许多不需要的繁琐过程，极大地方便了工程开发。它不仅性具有价比高，稳定
14、性好的特点，而且在开发过程中具有开发效率高，可维护性强，节约投资等特点。同时在我们的生产过程中对于设备故障的检测，新产品性能的测试都具有不可比拟的优势。因此，如果将两者相结合，同时再融入相应的直流电机速度控制的算法，开发出一套直流电动机调速系统模型，这样对于我们生产生活方面电机控制方面的研究就显得意义重大。1.2本课题的国内外研究发展现状直流电机是人们最早控制的运动装置，从早期的模拟器件控制经过快速发展到了现在流行的数字方式控制。主要是利用电子器件的发展，通过核心控制板的控制产生PWM波，从而实现对电机的精确控制。通过纵观直流电机发展历史，人们对电机的研究应该是个老生常谈的话题了。关键是因为直流电动机在人们的生活中无处不在，为人们的生产生活提供了巨大的便捷。同时直流电机还因为具有能在较大范围内进行平滑调速等特点，一直以来被各大公司，学校机构所追捧。成为研究的热点。近几年对直流电动机的研究主要集中在电子控制器件，直流电动机控制理论以及对计算机辅助技术的研究。在控制理论方面，在工业及研究领域，被经常使用是PID控制算法，因为其算法具有简单，容易被操作，技术发展较为成熟，适应性强等特点。但最近今年也有出现一些新的对直流电机控制