基于單片機的交流伺服電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)研究伺服電機屬于控制電機,它分為直流伺服電機和交流伺服電機兩種。由于交流伺服電機具有體積小,重量輕,大轉(zhuǎn)矩輸出,低慣量和良好的控制性能等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)和自動檢測系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件,將控制電信號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸的機械轉(zhuǎn)動。由于伺服電機的定位精度相當(dāng)高,現(xiàn)代位置控制系統(tǒng)已越來越多地采用以交流伺服電機為主要部件的位置控制系統(tǒng)。這里的設(shè)計也正是通過控制繼電器 繼電器繼電器是我們生活中常用的一種控制設(shè)備,通俗的意義上來說就是開關(guān),在條件滿足的情況下關(guān)閉或者開啟。繼電器的開關(guān)特性在很多的控制系統(tǒng)尤其是離散的控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。從另一個角度來說,由于為某一個用途設(shè)計使用的電子電路,最終或多或少都需要和某一些機械設(shè)備相交互,所以繼電器也起到電子設(shè)備和機械設(shè)備的接口作用。 的閉合、斷開,而達到控制脈寬大小的目的,通過閉環(huán)控制非標(biāo)準(zhǔn)交流伺服電機的滑動磁塊的位移,利用磁場變化達到控制電機轉(zhuǎn)速的目的。 1 交流伺服電機控制系統(tǒng)設(shè)計方案系統(tǒng)使用的交流伺服電機為三相交流電機;驅(qū)動器 控制U/V/W三相電形成電磁場;轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動,同時電機由接近傳感器傳感器凡是利用一定的物性(物理、化學(xué)、生物)法則、定理、定律、效應(yīng)等把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件,它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量的信號”。按照Gopel等的說法是:“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”,而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的系統(tǒng)”。傳感器是傳感系統(tǒng)的一個組成部分,它是被測量信號輸入的第一道關(guān)口。 將轉(zhuǎn)速信號反饋給驅(qū)動器;驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電動機又稱執(zhí)行電動機,在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。
控制流程圖:
 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計本項目實質(zhì)上采用STC89C52RC 單片機單片機是單片微型計算機的簡稱,是一種將中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能(可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)集成到一塊硅片上構(gòu)成的微型計算機系統(tǒng)。 構(gòu)建一個最小系統(tǒng),實現(xiàn)脈寬可調(diào)輸出控制兩個繼電器,實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)智能控制,從而實現(xiàn)伺服電機的精確位移控制。控制系統(tǒng)組成通過按鍵輸入電機所需的轉(zhuǎn)速值并與轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器,將旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電量輸出的傳感器。轉(zhuǎn)速傳感器屬于間接式測量裝置,可用機械、電氣、磁、光和混合式等方法制造反饋回來的電機轉(zhuǎn)速相比較,采用PID算法,經(jīng)單片機處理后,轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的脈沖信號,再經(jīng)光電耦合器 耦合器耦合器是在微波系統(tǒng)中,能夠?qū)⒁宦肺⒉üβ拾幢壤峙涑蓭茁返脑q詈掀鞯淖饔檬菍⑿盘柌痪鶆虻胤殖蓭追?稱為主干端和耦合端,也有的稱為直通端和耦合端),主要包括: 定向耦合器、功率分配器以及各種微波分支器件。 這些元器件一般都是線性多端口互易網(wǎng)絡(luò), 因此可用微波網(wǎng)絡(luò)理論進行分析 。 調(diào)節(jié)繼電器的開度,通過調(diào)節(jié)繼電器的脈沖寬度,達到脈寬的調(diào)制,從而控制伺服電機上的磁塊正負位移,使電機達到給定的轉(zhuǎn)速值,同時單片機接受固定在伺服電機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器隨著電機轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的反饋脈沖信號,并在LEDLEDLED(Light Emitting Diode)即發(fā)光二極管,是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED 的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片,當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候,電子和空穴就會被推向量子阱,在量子阱內(nèi)電子跟空穴復(fù)合,然后就會以光子的形式發(fā)出能量。能完成數(shù)十種不同的工作,并且在各種設(shè)備中都能找到它們的身影。例如它們可以組成電子鐘表 表盤上的數(shù)字,從遙控器 傳輸信息,為手表表盤照明并在設(shè)備開啟時向您發(fā)出提示。 如果將它們集結(jié)在一起,可以組成超大電視屏幕上的圖像,或是用于點亮交通信號燈。 實時顯示電機的實際轉(zhuǎn)速。
控制原理圖:

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