直流電機(jī)調(diào)速原理：PWM是一種電位差調(diào)節(jié)方法，通過(guò)改變負(fù)荷兩頭的電位差來(lái)實(shí)現(xiàn)操縱要求。在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，會(huì)依據(jù)需求來(lái)改變電源在一個(gè)周期中;開;和關(guān)的時(shí)間長(zhǎng)度，并且會(huì)以穩(wěn)定的頻率開啟和關(guān)閉。馬達(dá)的扭轉(zhuǎn)速率會(huì)因?yàn)槠涓叩碗娖秸加脮r(shí)間的比率變動(dòng)。因此，PWM又被稱為;開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置;。本次設(shè)計(jì)利用驅(qū)動(dòng)芯片SPGT62C19B的通道1來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向，通過(guò)通道1輸出的邏輯電平的高低控制正反轉(zhuǎn)。

在脈沖效應(yīng)下，當(dāng)馬達(dá)獲得電能時(shí)，速率增大；電機(jī)斷電時(shí)，速率逐漸減少。只要有一定的規(guī)律，改變要控制的開關(guān)電機(jī)的平均速度。當(dāng)馬達(dá)自始至終有提供功率的裝置供電，最大電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速率為Vmax，高低電平占時(shí)間比率為D=t1/T，則馬達(dá)的平均轉(zhuǎn)速為Vd=Vmax×D。從式子可以看出，當(dāng)高低電平占時(shí)間比率D=t1/T發(fā)生變化，可以獲取不一樣的馬達(dá)平均轉(zhuǎn)速Vd，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，平均轉(zhuǎn)速Vd與高低電平的占時(shí)比率D不是標(biāo)準(zhǔn)的線性關(guān)系，在一般應(yīng)用中，它們可以近似為線性關(guān)系。

根據(jù)SPGT62C19B操縱原理，控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速只要運(yùn)用微控制器I/O接口向SPGT62C19B的I01和I11Pin輸出不一樣的高低電平就行。當(dāng)SPCE061A同時(shí)占用TimerA和TimerB這兩個(gè)定時(shí)器時(shí)，它就會(huì)擁有兩個(gè)PWM輸出功能，但這樣會(huì)造成Timer資本浪費(fèi)，所以設(shè)計(jì)使用軟件產(chǎn)生PWM。

本系統(tǒng)中速度的采集精度非常重要，直接決定整個(gè)控制系統(tǒng)的精度，采用光電傳感器作為測(cè)速裝置，速度V的誤差主要是由圓盤邊緣上的凹槽數(shù)的多少?zèng)Q定的，電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量亦使用4KHz時(shí)間基準(zhǔn)完成。當(dāng)紅外對(duì)管被光源遮擋時(shí)，與之連接的I/O接口將輸出低電平；當(dāng)紅外對(duì)管接受光照時(shí)，I/O端口將輸出高電平。以4KHz作為采集樣本的頻率，對(duì)I/O接口的電壓狀況檢測(cè)并計(jì)數(shù)，并可通過(guò)計(jì)算某段時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)值來(lái)得出旋轉(zhuǎn)速度。

系統(tǒng)首先采集三相電壓和電流信號(hào),通過(guò)反電動(dòng)勢(shì)偵測(cè)電路得到轉(zhuǎn)子位置信息，并通過(guò)計(jì)算得到電機(jī)目前轉(zhuǎn)速,利用PID算法實(shí)現(xiàn)調(diào)速，PID數(shù)字演算方法的原理是把事先設(shè)置的速率與真實(shí)速率之間的偏差記錄為e，對(duì)偏差進(jìn)行P、I、D運(yùn)算，最終運(yùn)用運(yùn)算結(jié)果控制PWM脈沖的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加在電機(jī)兩端電壓的調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。PID調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器，將偏差的比例、積分、微分通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。

連接與操作說(shuō)明:

61板馬達(dá)操縱構(gòu)件之間的硬件連接如圖4所示，61的兩個(gè)高 8 位即 J9（IOA），J7（IOB）接口分別連接電機(jī)模塊的J2，J1接口，低8位J6(IOB)接口連接電機(jī)模塊的J3接口。

該系統(tǒng)的操縱方式如下，主要通過(guò)61上的摁鍵來(lái)解決。整體操作流程如表1所示。通過(guò)表1中操作步驟可對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行總體測(cè)試，KEY3鍵控制電機(jī)的啟動(dòng)和停止，KEY1控制正轉(zhuǎn)，KEY2控制反轉(zhuǎn)；如果在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中按下KEY1鍵或者KEY2鍵，那么轉(zhuǎn)速將相應(yīng)的增加或者減小，此時(shí)數(shù)碼管顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速；實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠完成預(yù)期設(shè)定的功能。