自动门控制装置的研究

摘要

随着现代化工业的不断发展，直流伺服系统在许多系统的应用日益广泛，对其性能的要求也越来越高。由于永磁直流电机伺服系统能够实现高精度、快速响应、大范围的速度伺服与位置伺服控制，因此永磁直流电机控制系统的研究已成为直流伺服系统研究的重点之一。本文围绕直流电机自动门控制装置展开研究，全文主要分为五个部分，主要内容如下： 一、描述了直流电机的数学模型，分析了电机的机械特性，并在此基础上介绍了PWM控制原理。 二、在系统的硬件设计上，使用AT89C52单片机处理芯片，并辅以的专用直流伺服控制芯片HIP4080AIP组成直流伺服系统并详细介绍该系统的硬件设计，包括控制电源部分、检测电路、驱动电路，能耗和保护电路部分。 三、详细介绍了自动门的功能以及实现这些功能的软件设计。包括单片机内部资源分配，数据的规格化处理；给出程序流程图和部分详细的子程序。 四、对自动门控制系统可靠性进行设计，主要是PWM控制系统的电磁兼容设计。首先介绍电磁干扰方面的一些知识，然后采取一些相应的措施消除PWM控制系统中的电磁干扰。重点介绍了电源EMI滤波器的设计。 五、在软硬件设计的基础上，对伺服系统进行实验调试，在实际系统调试中进行了一系列实验并给出实验结果；最后对实验结果及在实验过程中出现的问题进行了分析和讨论，并给出解决方案。实验证明该系统可以满足伺服系统的基本要求，对伺服控制系统的设计具有参考意义，并为后续研究奠定基础。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1自动门控制系统概述

1.2课题研究的目的和意义

1.3课题研究的内容

第二章直流电动机控制系统

2.1直流伺服电动机控制基础

2.1.1直流电动机的机械特性方程

2.1.2直流电动机的调速方法

2.2直流伺服电机的脉冲调宽调速系统

2.2.1 PWM调速系统介绍

2.2.2 H型双极模式PWM系统

2.2.3 H型单极模式PWM系统

2.3速度反馈单闭环直流电动机控制系统

2.4小结

第三章伺服系统硬件设计

3.1硬件设计总体架构

3.2控制电路设计

3.2.1单片机的发展趋势

3.2.2 AT89C52单片机概述

3.3存储器扩展电路的设计

3.3.1 AT89C52存储器扩展

3.3.2存储器的读写

3.4 EEPROM接口方法

3.5单片机外围电路

3.6驱动电路设计

3.6.1大功率开关管

3.6.2驱动芯片介绍

3.6.3驱动电路设计

3.7控制电源设计

3.8保护与制动电路

3.8.1能耗制动电路

3.8.2过压欠压保护电路

3.8.3温度监测电路

3.8.4电源监视电路

3.9光电隔离电路

3.10速度反馈电路

3.11小结

第四章伺服系统软件设计

4.1编程思想

4.2门宽自学习功能

4.3 EEPROM的读写

4.4门的运动过程

4.5电机的控制过程

4.6电机保护程序

4.7软件调试

4.8小结

第五章PWM系统电磁兼容性设计

5.1 PWM电磁兼容性的研究意义

5.2电磁干扰模型分析和干扰传递

5.2.1干扰源

5.2.2敏感单元

5.2.3干扰传递方式

5.3电源EMI滤波器的分析与设计

5.3.1传导EMI的抑制方法

5.3.2电源EMI滤波器的典型拓扑结构

5.3.3电源EMI滤波器的设计

5.3其它抑制电磁干扰的方法

5.4小结

第六章系统实验

6.1实验系统介绍

6.2实验结果分析

6.3实验体会

6.3.1 PCB设计的经验和体会

6.3.2调试过程中的问题与解决方法

6.4小结

总结和展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢