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发表于 2008-4-10 21:21:40

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标签: PROTEUS  电机控制  仿真  

用PROTEUS仿真研究直流马达特性

 

在学习电机控制之前,当然要对控制对象-直流电机的特性要有所了解才行。严格说来电机本身就是一个相当复杂的对象,再加上传动系统更是复杂,而且普通人缺乏必要的仪器设备,难以对电机进行深入了解。幸运的是我们有Proteus这样优秀的仿真软件,在它的元件库中可以找到许多种类型的马达元件,从简单的直流马达到步进马达、伺服马达都有,为我们进行仿真研究提供了非常好的条件。

电机控制最重要的课题就是速度和位置的控制,我们先来研究一下直流马达的基本特性,这对掌握电机的控制方法是相当重要的。

 

马达一上电就开始旋转,转速从慢到高,直到转速不能再提高为止,这个过程在实际应用当中是经常见到的,但是马达的转速究竟是怎么变化的,和驱动电压、电机本身的特性、负载又有什么关系?这是需要研究的.....

 

在Proteus中驱动一个马达是很容易的,我们选取一个带编码器的马达来做试验,之所以用带编码器的,是因为我们需要用到编码器的输出信号来测量马达的转速。

编码器输出信号的详细说明在Help文件中可以找到。

 

 

 

双击马达元件,进入参数设置界面,把其中"Pulse Per Revolution"一项设置成60,即马达每旋转一周,编码器输出60个脉冲,这样做的好处下面就可以看到。

 

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Drive端子加高电平,马达就可以慢慢旋转起来,马达下面的绿色数字就是马达的转速,单位是rpm"/分钟",正负号表示顺时针转还是逆时针转。

 

这时候用一个频率计测量编码器输出脉冲,可以看到频率值正好和转速相同,因为我们设置了每转60个脉冲,频率值正好与每分钟的转数相当。

 

 

 

 

要了解马达的特性,这还不够,因为我们只看到了转速的快速变化却没法精确记录每时刻的速度值。在Proteus中也没有这种记录功能(谁找到了请告诉我)。这时候,单片机登场了…..

 

思路是这样的:用单片机做一个频率计,然后把每一秒钟的转速值记录下来(很容易,是吧?)然后通过串口把这些数据发出来! 我们得到这些数据就可以保存在数据文件中,进行事后分析了。这个方法听起来不错吧!

 

当然,更好的方法是用虚拟终端,因为很容易把数据Copy出来。

 

 

 

COPY之后,用编辑器新建一个文件,粘贴,然后保存为后缀为.csv的文件,用.csv后缀是因为我们要用Office EXCEL来处理数据

 

我这里做了一个简单的试验,看看马达的负载对马达加速的影响。首先把马达的负载率设为5%,然后加驱动电压,记录马达启动后每一秒的转速(也就是编码器输出脉冲的频率),共记录了100秒;之后,分别再设负载率为10%20%50%,做同样的记录。

 

整理所有数据到EXCEL

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做图表进行比较:

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有兴趣的朋友可以和我一起研究学习,

 

电路图和程序在这:点击下载

 

 

 

 

 

 

 

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  • channlv

    2008-4-10 22:34:55

    学习了

  • riehope

    2008-4-15 23:44:04

    顶了,正在学习中 随便问下楼主你的界面背景怎么搞成黑色的,我们的界面都是万用板样子的,能请教怎么弄的吗?

  • riehope

    2008-4-15 23:46:52

    还是版本不一样?

  • xhbcmj

    2008-4-24 15:24:32

    楼主 你怎么都不在的呢 有问题请教啊