基于STM32单片机的直流电机调速电源设计.docx
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1、基于 STM32 单片机的直流电机调速电源设计夏叶媚;徐松;吴晨彤;耿东山【摘 要】本文介绍了一种基于 STM32F4 的直流电机调速电源系统设计,系统由IR2110 驱动电路、H 桥电路、PWM 控制、PID 调控等部分组成,以 PWM 为核心, 用驱动电路 IR2110 控制H 桥的输出电压以对电机进行调速和实现正反转,同时液晶显示其速度和输出电压,并能用 PID 调节电压的输出,实现了调速精度高、功率因数和节能效果良好的目标.【期刊名称】河南科技【年(卷),期】2017(000)017【总页数】2 页(P73-74)【关键词】STM32F4;直流电机调速;PWM;PID【作 者】夏叶媚;
2、徐松;吴晨彤;耿东山【作者单位】湖北民族学院信息工程学院,湖北 恩施 445000;湖北民族学院信息工程学院,湖北 恩施 445000;湖北民族学院信息工程学院,湖北 恩施 445000;湖北民族学院信息工程学院,湖北 恩施 445000【正文语种】中 文【中图分类】TM33直流电机的应用广泛,从控制技术角度来看,其是交流调速系统的基础。在近年来的发展过程中,直流调速系统在理论和实践上都逐渐成熟,应用范围不断扩大。但是,其还存在部分不足。就目前来看,直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。在我国许多工业部门,如矿山采掘、轧钢、金属加工、纺织、海洋钻探、造纸及高层建筑等场合需要高性能、可控的电
3、力拖动系统,此时仍广泛采用直流调速系统。基于 STM32F4 的直流调速系统硬件电路以 STM32F4 开发板为控制核心,通过STM32F4 程序输出 PWM 波,进而控制驱动电路的输出电压幅度与极性1,驱动电路输出的+12V 电压驱动 H 桥电路导通,H 桥电路输出电压驱动直流电机。此外,考虑到系统的稳定性,对输出电压进行优化处理,采用 PID 算法控制。系统如图 1 所示。2.1 STM32 单片机采用的单片机是 STM32F42,内核 Cortex-M4 是一种面向数字信号处理(DSC)和高级微控制器(MCU)应用的高效方案,具有低功耗、简单易用、低成本等特点。在运用时,其运算能力非常高
4、,具有高效率的信号处理能力,且新加了浮点,DSP,并行计算,双 MAC 等。ARM 公司创造出这个类型的单片机,希望把 Cortex-M4 用于数字信号控制市场,即既有微控制器的“控制”能力,又有DSP 的“处理”能力,在电源管理、汽车、电机控制、嵌入式音频和工业自动化等领域被广泛应用。2.2 H 桥电路的设计电机调速原理就是在驱动电机转动的基础上,采用 PWM 调速和正反转,变换器主电路采用 MOSFET 所构成的 H 型结构形式(见图 2),其是由四个功率管和四个续流二极管组成的双极式 PWM 变换器,根据脉冲占空比的不同,在直流电机M 上可得到正或负的直流电压。电机 M 正转时,经过 P
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