基于PID控制的PWM直流电机调速方法

简介：
本研究提出了一种采用PID控制策略优化PWM波形以调节直流电机速度的方法，旨在实现高效、精准的速度控制。 在运动控制系统中，电机转速控制具有重要的作用。针对这一需求，存在多种控制算法与手段，其中模拟PID控制是一种较早发展的策略，并且其结构成熟、参数整定简便，能够满足一般性的控制要求。然而，在实际应用过程中，由于系统参数和环境条件（如温度）的变化，模拟PID控制器难以实现最佳的动态调整效果。 随着计算机技术的进步以及智能控制理论的发展，数字PID技术应运而生。相比传统方法，它不仅具有更高的灵活性与可靠性，并且能够更好地适应复杂多变的工作场景。基于此背景，在本设计中采用数字PID算法作为核心调控手段，通过AT89S51单片机生成受该算法影响的PWM脉冲信号来控制直流电机的速度。 此外，系统还配置了光电传感器用于检测实际转速，并将采集到的数据以脉冲频率的形式反馈给单片机实现闭环调节。同时配备有128×64LCD显示屏和一个4×4键盘作为用户界面，允许操作者调整PID参数以及控制电机的正反转等功能。 整体而言，该设计不仅实现了精确的速度调控目标，还具备良好的抗干扰性能，并且能够通过显示设备实时监控电机状态及其运行时间。