单片机对直流伺服电机控制的研究

第7卷　第14期　2007年7月167121819(2007)1423588203

科　学　技　术　与　工　程

ScienceTechnologyandEngineeringVol17　No114　July2007

Ζ　2007　Sci1Tech1Engng.

王喜明

1,2

1

(,2,北京100048)

摘　要　介绍了8051。该系统的速度反馈元件采用测速发电机,角度测PWM功率放大器。该设计方法成本低廉,实现简单,具有一定的使用价值。

关键词　单片机　直流伺服电机　PWM中图法分类号　TP368;　　文献标识码　B

　　随着集成电路技术的飞速发展,微控制器在伺服控制系统普遍应用,这种数字伺服系统的性能可

以大大超过模拟伺服系统。数字伺服系统可以实现高精度的位置控制、速度跟踪,可以随意地改变控制方式。单片机和DSP在伺服电机控制中得到了广泛地应用,用单片机作为控制器的数字伺服控制系统,有体积小、可靠性高、经济性好等明显优点。本文采用8051单片机实现对直流伺服电机的控制。

图1　

伺服系统框图

1　单片机控制伺服电机的工作原理

伺服系统是一个闭环的自动控制系统,在伺服

控制系统中,单片机除了要控制系统的功率主回路外,同时还要实时监测系统的状态。典型的伺服系统如图1所示。对于单片机而言,除了对PWM功放电路进行控制外,还要接受速度变化信号、位置变化信号,并对这些信号进行处理,再产生信号去控制PWM功率放大器工作,驱动伺服电机运行在给定的状态。

图2　伺服系统硬件结构图

2　控制系统组成

控制系统是以单片机为控制器,以测速发电机

为速度反馈元件,以光电编码器为角位置反馈元件,

　2007年3月27

日收到

驱动装置为大功率晶体管PWM功率放大器,执行电机为直流伺服电机。其硬件原理框图为图2。

速度检测元件采用测速发电机,测速发电机有输出电压与转速线性的特点,它把转速转换成电压后,再由A/D转换器ADC0832转换成数字信号,送入单片机。角度反馈元件采用光电编码器,它把角度转换成数字量直接输出,送给单片机。测速发电机、光电编码器是由直流伺服电机带动的。单片机处理给定量与上面检测元件的测量量的偏差,处理