摘要

直流电动机的制动和起动性能都十分的优秀，它比较适合应用于大范围的平滑调速之中，在一些变向拖动及变速领域中也都存在着直流电机的身影。模电技术构成了我们所知最早的直流电动机，最早的直流电动机组成非常复杂呢而且功能简单，在实际的使用过程中往往会遇到很多调试方面的困难，所以这门技术在最初没有得到很好的应用与发展。直流电机相比于其他电机有很多的优点。首先，它的结构与交流电机相比十分简单，调速方便。而且在运行过程中产生的噪声也被大大的降低了。目前来说，电力电子的发展速度还有计算机技术的发展速度都是很快的,在控制策略中，直流电机PID控制这一控制方法已经可以说是最为成熟的。直流电机实时测量转速会有很多不便,PID转速控制系统应用Arduino对电机速度信号的采集与控制信号的输出,可对电机转速与PWM进行实时图形化显示。该控制方法可调性直观灵活,应用前景很好。本次设计以开源硬件Arduino为开发平台，以C语言为开发语言，以直流电机为控制对象，编写基于PID控制算法的直流电机转速控制器，该系统可应用于旋转式360度激光扫描仪，直流电机驱动激光测距仪保持恒定的转速转动。

关键词：直流电机；转速；PID控制；Arduino

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目录大纲

摘要 1

Abstract 2

第一章 绪论 1

1.1测距技术综述 1

1.2直流电动机控制的发展历史及研究现状 1

1.2.1直流电动机控制的发展历史 1

1.2.2直流电动机控制的研究现状 2

1.3 PID控制的意义 3

1.4本文研究内容及结构 3

第二章 硬件选择介绍 5

2.1 Arduino 5

2.1.1 Arduino简介 5

2.1.2 Arduino优势 5

2.1.3 Arduino开发板 5

2.1.4 Arduino开发环境 7

2.2 驱动板 8

2.3 硬件连接 10

第三章  直流电机 11

3.1直流电动机介绍 11

3.1.1直流电机结构 11

3.1.2直流电动机工作原理 12

3.2直流电动机控制及参数 14

3.3直流调速系统概述 14

第四章  PID控制 16

4.1 PID控制介绍 16

4.1.1 PID原理 16

4.1.2 PID控制优缺点 17

4.2 PID参数的整定方法 18

4.3 Matlab仿真 18

第五章  程序设计 24

5.1 串口通信子程序 24

5.2 测速中断服务子程序 24

5.3 PID计算转速并输出子程序 24

5.4 初始化程序 24

5.5 主程序 25

结束语 26

参考文献 27

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