1、“..... 直流电机的优越性 直流电机是最早出现的电动机，也是最早实现调速的电动机。由于直流电机 具有良好的线性调速特性控制简单效率高及优异的动态特性，长期以来直 占据着调速控制领域的统治地位。近年来，随着交流变频电机及无刷电机的调 直流电机的励磁 直流电机的主磁场由励磁线圈通人直而同时改变 方向，从而使电磁转矩的方向始终保持不变，使电动机持续旋转。此时换向器起 到将外电路的直流改变为线圈内交流的逆变作用。 图直流电机模型 直流电动机的电磁转矩常用下式表示 式中电动机结构系数 每个磁极下的磁通 电枢电流。 直流电机的励磁 直流电机的主磁场由励磁线圈通人直流电流产生，只有微型直流电机才采用 永久磁铁。动机的电磁转矩常用下式表示 式中电动机结构系数 每个磁极下的磁通 电枢电流。时换向器起 到将外电路的直流改变为线圈内交流的逆变作用......”。

2、“.....从而使电磁转矩的方向始终保持不变，使电动机持续旋转。此部分内容简介直流电动机中，外加电压并不是直接加在线圈两端，而是通过电刷 和换向器再加到线圈上。由于电刷固定不动，对于图中的情况，电流总是 从电刷流人，从电刷流出。所以当转子旋转时，两个导体轮流交替 地处于极和极下时，导体中的电流将随其所处磁极极性的改变而同时改变 方向，从而使电磁转矩的方向始终保持不变，使电动机持续旋转。此时换向器起 到将外电路的直流改变为线圈内交流的逆变作用。 图直流电机模型 直流电动机的电磁转矩常用下式表示 式中电动机结构系数 每个磁极下的磁通 电枢电流。 直流电机的励磁 直流电机的主磁场由励磁线圈通人直流电流产生，只有微型直流电机才采用 永久磁铁。励磁方式是指励磁线圈的供电方式。直流电机的运行性能与励磁方式 有密切的关系......”。

3、“.....直流电机可分为他励和自励两大类。 他励电机励磁 他励电机的励磁电流由的直流电源供电，其大小与电枢两端电压无 关，如图所示，有较好的运行性能。 自励电机励磁 自励电机的励磁绕组与电枢绕组连接，按连接方式不同又分为并励串励 复励三种，如图所示。 图直流电动机励磁 并励电机的励磁绕组与电枢绕组并联，因其励磁电流受电机端电压波动的影 响故其运行性能略次于他励式电机。 串励电机的励磁绕组与电枢绕组串联，励磁电流与电枢电流相等。其主磁场 的强弱与负载电流大小有直接关系，所以仅对电机有特殊性能要求时才采用。 复励电机的同磁极有两套励磁绕组，套绕组与电枢绕组并联或其他电 源供给，另套绕组与电枢绕组串联。 本文重点放在直流电动机运行特性和应用上。 直流电机的优越性 直流电机是最早出现的电动机，也是最早实现调速的电动机......”。

4、“.....长期以来直 占据着调速控制领域的统治地位。近年来，随着交流变频电机及无刷电机的调速 控制技术的不断成熟，直流电机正面临着巨大的挑战。但在很多调速控制场合， 直流电机仍是最佳选择。 直流电动机应用 在家用电器中的空调器电冰箱风扇洗衣机跑步机等应用直流电机已 经十分普遍。在航空军事设施应用领域里的雷达驱动机载武器瞄准驱动自 行火炮火力控制驱动等等。在工业控制领域，机器人关节驱动和自动生产线电 子产品加工装备上的各种中小功率的驱动等。 选题背景 问题的提出 众所周知，直流电动机全压启动时，如果没有限流措施，会产生很大的冲击 电流，这不仅对电动机换向不利，对过载能力低的电力电子器件来说，更是不能 允许的。采用转速负反馈的闭环调速系统突然加上给定电压时，由于惯性，转速 不可能立即建立起来，反馈电压认为零......”。

5、“.....这时，由于放大器和变换器的惯性都很小，电枢电压下子就达到它的 最高值，对电机来说，相当于全压启动，当然是不允许的。 另外，有些生产机械的电动机可能会遇到堵转的情况，例如，由于故障 是机械轴被卡住，或挖土机运行时碰到坚硬的石块等等。由于闭环系统静特性很 硬，若无限流环节，电流将远远超过允许值。如果只依靠过流继电器或熔断器保 护，过载就跳闸，也会给正常工作带来不便。 解决方案 为了为了解决反馈闭环调速系统启动和堵转时电流过大的问题，系统中必须 有自动限制电枢电流的环节。根据反馈控制原理，要维持哪个物理量基本不变， 就应该引入那个物理量的负反馈。那么，引入电流负反馈，就应能保持电流基本 不变，使它不超过允许值。然而对于经常正反转运行的调速系统，例如龙门刨 床可你轧钢机等，尽量缩短起制动工程的时间是提高生产效率的重要因素。 为此......”。

6、“.....应该充分利用电机的过载能 力，最好是在过渡过程中始终保持电流转矩为允许的最大值，使电力拖动系 统以最大的加速度启动，到达稳态转速时，立即让电流降下来，使得转矩马上与 负载相平衡，从而转入稳态运行。 如图所示 图直流电动机双闭环理想快速启动过程 系统总设计方案 设计思路 题目要求设计个基于的直流电动机双闭环调速系统。系统可以分为 控制部分采样部分和显示部分。设计中采用单片机为主控制核 心，行列式键盘为控制部分，利用的自带的作为采样电路， 显示部分采用液晶显示。 方案论证与设计 系统控制设计方案论证与选择 方案采用芯片来产生信号来控制电机转动，同时和单片机 结合来实现算法，实现实时控制。 方案二直接采用单片机由软件产生脉宽调制信号，经过算法来 实输入引脚上，它控制电机的转动方向。为了增强的驱动能力，本调速控 制系统对的两路驱动进行了并联使用......”。

7、“..... 图驱动电路接线图 控制逻辑 图电机控制逻辑图 当电机使能端为高电平时，如果输入端引脚为高电平，三 极管导通，输入引脚为低电平而输入引脚为高电平，电机反转如果输入端 引脚为低电平，三极管截止，输入引脚为低电平而输入引脚为 高电平，电机正转当电机使能端为低电平时，电机停止。 原理图 图原理图 显示电路设计 显示给定的速度参数和经过调速后稳定的速度参数。 液晶模块接线图 图接线图 接口说明 图液晶接口说明 基本操作时序 键盘电路设计 行列式键盘电路 图行列式键盘电路 按键抖动 按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象......”。

8、“..... 软件方法指编制段时间大于的延时程序，在第次检测到有键按 下时，执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后检测该键状态，如果该键仍保 持闭合状态电平，则确认该键已稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动的影 响。同理，在检测到按键释放后，也同样要延时段时间，以消除后沿抖动，然 后转入对该按键的处理。本设计采用软件方法。 电机测速电路设计 传感器接口电路用于对直流电机的输出量进行采样，以实现闭环控制。转速 信号通过与直流电机同轴连接的增量式光电编码器输出的相差度相角的两路 方波信号获取。 光电编码器接线电路如图 图光电测速 光电编码器的工作原理 光电编码器，是种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲 或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光 电检测装置组成......”。

9、“.....由 于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二 极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图 所示通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此 外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差的两路脉冲信号。 根据检测原理，编码器可分为光学式磁式感应式和电容式。根据其刻度 方法及信号输出形式，可分为增量式绝对式以及混合式三种。 绝对式编码器 绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同 心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双 倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的侧是光源，另 侧对应每码道有光敏元件当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光 照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数......”。