小型直流电机控制系统及显示

简介：
本系统为一款针对小型直流电机设计的智能控制方案，具备精准调节电机转速与方向的功能，并集成实时数据显示模块，便于用户监控电机运行状态。 在研究直流电机测速与控制的文献中，无刷直流电机（BLDC）受到了较多的关注，并且大多数采用PID算法及PWM调速技术。这些文章通常使用Motorola公司的MC33035、MICROLlinear公司的ML4425/4428或Infineon的嵌入式单片机C504，或者通用PWM芯片如SG3524和TL494作为控制器。 尽管上述ASIC（专用集成电路）能够实现电机无级调速，但它们存在一些问题。例如：这些控制器无法直接与计算机接口；复杂的控制算法难以在不增加硬件成本的情况下实施；人机交互界面不够理想等。总体而言，这些控制器的智能化程度不高且移植性差。 虽然使用PWM芯片来调节速度的方法成本较低，但在不同应用场景中添加多种附加功能时灵活性较差，并可能提高整体的成本。此外，也有一些文献探讨了PLC（可编程逻辑控制器）或高性能处理器如DSP器件的应用方法，尽管它们具备较高的控制性能，但高昂的价格和更多的外围设备需求限制了其大规模应用的可行性。 从发展趋势来看，在保持成本效益的前提下选择适合特定算法的核心控制器，并提出更高质量的调速方案是研究的主要方向。在研究方法上，有的采用软件仿真进行理论深入探讨；也有人通过实践总结出一些实用的方法。常见的控制策略包括PID、模糊PID和结合神经网络优化的PID等。 对于转速测量方面，则有光电式或磁电式的常见方式，以及利用超声波技术的新方案。特别是永磁无刷直流电机（PM-BLDC），由于其独特的性能特点，并且考虑到我国丰富的稀土资源，许多专家认为它将是未来主流的产品。随着半导体集成电路、电力电子器件和控制理论的进步及稀土材料工业的发展，这种产品预计会逐步取代传统的交流电动机加变频调速器的组合模式，在家电、汽车制造、数控机床以及机器人等领域得到广泛应用。