[实用新型]一种新型双单片机控制直流电机转速测控系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及转速测控系统，具体来说为一种双单片机控制的直流电机转速测控系统。

背景技术：

直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。直流电机的控制方法多种多样，常用的有电枢回路串电阻调速，降低电源电压调速，减弱磁通调速，直流脉宽调制等。电枢回路串电阻调速方法简单、操作方便，但相对稳定性差，而且串入电阻使能耗增大，经济性较差；降低电源电压调速可以实现无级调速，转速稳定性好，但调速时需要一套电压可连续调节的直流电压，设备投资大；减弱磁通调速受到电动机机械强度和换向火花限制，调速范围D不大，一般为1.2～1.5V；直流脉宽调制是利用电子开关，将直流电源电压转换成为一定频率的方波脉冲电压，然后再通过对方波脉冲宽度的控制来改变供电电压大小与极性，从而达到对电动机进行变压调速的一种方法，电流脉动小，电枢电流容易连续，不用在主回路中串入大电感，仅靠电枢电感就可滤波，系统低速特性稳定调整范围宽，且无需另加设备就可实现可逆调速，元件只工作在开关状态，主电路损耗小，设备效率较高，交流侧的功率因素和对电网的干扰都比晶闸管整流装置要好。

目前实现直流电机的无级调速还存在一些问题，许多较为复杂的控制算法无法在不增加硬件成本的情况下实现，控制器的智能化程度不高，可移植性差。

发明内容：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种新型基于双单片机控制的直流电机转速测控系统，其实现对电机转速的测量和控制，解决通常低采样周期时系统的超调以及PID算法的积分饱和问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：系统采用两片单片机，其中一片实现PID控制器，专门进行PID运算和PWM控制信号输出；另一片为系统的主控芯片，完成直流电机速度的键盘设定，转速测量，转速显示，并将设定值和测量值向PID控制器发送等。采用专用小型直流电机驱动芯片实现电机驱动；采用定频调宽方式，使得电动机在运转时比较稳定。

在所述的直流电机转速测控系统中，还包括LCD显示模块，所述显示模块和/单片机1(系统控制器)连接。

在所述的直流电机转速测控系统中，还包括按键设置模块，所述按键模块和/单片机1(系统控制器)连接。

在所述的直流电机转速测控系统中，所述单片机1(系统控制器)和单片机2(PID控制器)通过串口连接，实现数据交换。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用两片单片机，完成了小型直流电机转速的采集、计算、显示、键盘设定，并将非均匀采样情况下的增量式积分分离PID控制算法应用于直流电机的PWM调速，解决了通常低采样周期时系统的超调以及PID算法的积分饱和问题。该系统结构简单，运行可靠，调速性能良好，可以广泛的推广应用。

附图说明：

图1为本实用新型所述一种新型双单片机控制直流电机转速测控系统的结构框图。

图2为本实用新型所述直流电机速度采集电路中的转速/频率转换电路。

图3为本实用新型所述直流电机速度采集电路中的脉冲滤波整形电路。

图4为本实用新型所述电机驱动电路。

图5为本实用新型所述显示模块和单片机接口电路。

图6为本实用新型所述单片机1(系统控制器)软件的主流程图。

图7为本实用新型所述单片机2(PID控制器)软件的主流程图。

图8为本实用新型所述单片机2(PID控制器)软件的增量式积分分离PID算法流程图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。本实施例仅仅是对本实用新型实施方式的描述，并不对本实用新型的范围有任何限制。

本实用新型所述一种新型双单片机控制直流电机转速测控系统的结构框图如图1所示：两片单片机均采用AT89S52，单片机1作为系统控制器，完成直流电机速度的键盘设定，转速测量，转速显示；单片机2作为PID控制器，进行PID运算和PWM控制信号输出。显示模块采用RT12232F点阵型点液晶显示器。