广西工学院
电气与信息工程学院
本科生毕业论文（设计）开题报告
（2012届）
题目名称：BasedonthedesignofDC
motorcontrolsystem（英文）
基于单片机的直流电机控制系
统设计（中文）
学生姓名
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一、选题的根据：
1）本选题的理论、实际意义
在现代工业中，电动机作为电能转换的传动装置被广泛应用于机械、冶金、
石油化学、国防等工业部门中，随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和
产量的增长，越来越多的生产机械要求能实现自动调速。长期以来，自动调速
电动机一直占据着调速控制的统治地位。由于它具有良好的线性调速特性，简
单的控制性能，高效率，优异的动态特性，现在仍是大多数调速控制电动机的
最优选择。
以前电动机大多使用由模拟电路组成的控制柜进行控制，现在单片机已经
开始取代模拟电路作为电机控制器。当前电机控制器的发展方向越来越趋于多
样化和复杂化，现有的专用集成电路未必能满足苛刻的新产品开发要求，为此
可考虑开发电机的新型单片机控制器，因此研究直流电机的速度控制，有着非
常重要的意义。
2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解
直流电机问世已有一百四十多年的历史。在设计和制造技术上有很大进步,
新材料、新技术的应用以及整流电源的普及,促进了一般工业用直流电机的不
断扩大,品种的日益繁多。从小至数瓦,大到万余千瓦,广泛地用于冶金、矿
山、煤炭、起重运输、机床制造、纺织印染等各个部门中,特别是近几年电子
计算技术广泛应用在直流电机设计制造中。从直流电动机的演变历史,也可以
纵观直流电动机的发展历史和动向、从四十年代后期到五十年代的前期,直流
电动机的电源主要是采用M-G电动发电机组,六十年代初,电动发电机组电源
已被水银整流器逐渐代替,到六十年代后期,由于可控硅整流装置的出现,并
得到迅速发展,可控硅整流电源已占统治地位。由于直流电源供电方式的不断
更新换代,特别是在最近的十几年期问,进一步促使了直流电动机的单机功
率、转速不断提高,目前朝着高速、大功率方向发展。另外,由于绝缘技术和
分析技术的进步,直流电动机已迅速向小型轻量,低惯量方面发展。
随着各种技术的进步和研究的展开,诸多高质量的直线电机产品和科研成
果纷纷出现。1985年,美国Ingersol铣床公司生产了采用永磁同步直线电机的
HVM600高速加工中心,最大进给速度达76.2m/min。而在1997年,汉诺威12.EMO
展览会上有20多家公司展出了直线电机传动装置,如德国Trumpf公司的激光机
床,法国Renaultautomation公司的加工中心等,展出的直线电机最大速度达
150～200m/min。这些被称为最有前途的展品表明,在高速度机床的进给机构中
愈来愈多的采用直线电机。新型磁性材料和控制技术、冷却方法的出现,为应用
经济高速高动力直线电机创造了条件。由于变频技术的出现，交流调速一直冲
击直流调速，但综观全局，尤其是我国在此领域的现状，再加上全数字直流调
速系统的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性，直流调速系统仍将处
于十分重要地位。
对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个方面，
而在工业生产中对于后两个要求已能很好地实现，但工程应用中稳速指标却往
往不能达到预期的效果，稳速要求即以一定的精度在所需要的转速稳定运行，
在各种干扰不允许有过大的转速波动。
二、研究内容
1）主要研究内容及观点
完成单片机的直流电机控制系统总体设计，包括各部分硬件的设计以及相
应的驱动程序设计。
通过电平转换使上位机能与单片机进行串口通信，并选用串口大师软件对
单片机发送信号。
设计显示电路，使用户可以通过显示屏与控制系统进行交