微机直流伺服控制系统设计

论文编号:ZD499  论文字数:29560,页数:50
摘   要

 随着数字技术的高速发展，直流伺服控制系统表现出前所未有的优势。微机伺服控制系统被广泛应用于各个领域，并成为高精度设备不可缺少的部件。本文介绍了直流伺服控制技术的发展及应用概况，全面分析了伺服系统的组成和原理。着重点介绍伺服控制系统硬件电路设计的同时详细介绍了PWM功率转换电路的设计、PWM系统驱动电路的设计及其相关的保护电路。计算机控制已成为社会发展的趋势，在此还介绍了单片机系统的设计及其在伺服控制技术中的应用。

关键词：  直流伺服   PWM脉宽调制   功率转换   驱动电路 计算机控制  微机    

Abstract

 Develop along with the technical high speed in arithmetic figure; the direct current servocontrol system expresses an unprecedented advantage. Microcomputer servo control system drive extensive application in each realm, combine to become the indispensable parts in equipments in high accuracy. This text introduced the technical development in servo control in direct current and apply the general situation, analyzing completely the servo system constitute with the principle. Emphasized to order to introduce the servocontrol system hardware electric circuit design detailed at the same time to introduce the power of PWM convert design and its related protection electric circuits that the design, the system of PWM of the electric circuit drive electric circuits. The trend that calculator control have become the society the development, still introduced the design of the single a machine system here and it’s in the servocontrol application in the technique.

Keywords :  DC servo      PWM vein breadth makes  
 Power conversion    Drive the electric circuit
 computer control     Microcomputer

目   录

摘要………………………………………………………………………………………
Abstract ………………………………………………………………………………
第1章  概述…………………………………………………………………………1
 1.1  直流伺服系统的应用………………………………………………………1
 1.2  PWM控制技术的发展概况 …………………………………………………1
 1.2.1  直流伺服电机技术的发展…………………………………………1
 1.2.2  电力电子技术的发展………………………………………………2
 1.2.3  PWM伺服控制技术 …………………………………………………3
 1.3  伺服系统发展趋势…………………………………………………………4
第2章 总体方案确定  ………………………………………………………………6
 2.1  设计任务  …………………………………………………………………6
 2.2  伺服电机控制方案  ………………………………………………………6
 2.3  硬件方案确定  ……………………………………………………………7
 2.4  软件功能  …………………………………………………………………8
第3章  硬件设计 ……………………………………………………………………9
 3.1 PWM系统主电路设计 …………………………………………………9
 3.1.1  PWM系统类型选择……………………………………………9
 3.1.2  大功率GTR特性 …………………………………………………9
 3.1.3  H型双极模式PWM工作原理 ……………………………………10
 3.1.4  双极模式PWM控制特性分析 ……………………………………11
 3.2 PWM系统控制电路的设计 ………………………………………………12
 3.2.1 锯齿波信号发生器  ……………………………………………12
 3.2.2 PWM脉宽调制电路  ……………………………………………14
 3.2.3 PWM基极驱动电路  ……………………………………………15
 3.3  角位移测量电路设计 ……………………………………………………17
 3.3.1光电编码器 ………………………………………………………17
 3.3.2光电码器的选型 …………………………………………………18
 3.3.3  信号转换电路……………………………………………………19
 3.3.4  角位移检测原理 ……………………………………………………20
 3.4  单片机机应用系统的设计 …………………………………………………21
 3.4.1 单片机选型  …………………………………………………………21
 3.4.2 定时/计数器扩展 ……………………………………………………24
 3.4.3 D/A转换扩展  ………………………………………………………26
 3.4.4  键盘/显示器电路扩展………………………………………………27
 3.5  电源设计 ……………………………………………………………………31
 3.6  保护电路设计 ………………………………………………………………34
 3.6.1  双门限延迟电路设计 ………………………………………………34
 3.6.2  单片机系统掉电保护电路 …………………………………………36
第4章  软件介绍…………………………………………………………………37
 4.1  主程序设计……………………………………………………………37
 4.2  给定程序的设计  ………………………………………………………38
 4.3  参数修改程序的设计  …………………………………………………38
 4.4  启动子程序的设计 ……………………………………………………38
 4.5  定时采样子程序的设计 ………………………………………………38
结束语 …………………………………………………………………………………39
致谢 ……………………………………………………………………………………40
参考文献 ………………………………………………………………………………41
附录一  单片机系统原理图 …………………………………………………………42
附录二  PWM主电路原理图  ………………………………………………………43