电机控制器范文精选

一、引言

当前中国市场上，智能手机已经越来越流行。随之而来的智能手机应用软件也多种多样，内容也越来越丰富。如何通过智能手机这个平台来丰富自己产品的应用和功能，已经被许多的开发者所重视，并且市场上也已经出现了许多类似的软件应用。为了给消费者提供一个舒适、方便和高效的使用环境，摒弃掉那些华而不实，只能充作摆设的功能，产品力求以实用性、易用性和人性化为主。

二、系统构成

本文设计的系统构成如上图所示。本系统由智能手机和网络家电两组成，这两部分通过无线局域网络连接起来。

（一）智能手机：即现在市场上的使用Android或IOS等系统的手机。在智能手机上安装家电控制管理软件，即可通过智能手机来控制家用电器。

（二）网络家电：网络家电是将普通家用电器利用数字技术、网络技术及智能控制技术设计改进的新型家电产品。网络家电可以实现互联组成一个家庭内部网络。可见，网络家电技术包括两个层面：首先就是家电之间的互连问题，也就是使不同家电之间能够互相识别，协同工作。第二个层面是解决家电网络的通信，使家庭中的家电能够互相传递信息。要实现家电间互联和信息交换，就需要用到SSDP和HTTP协议。

三、技术原理与实现

（一）SSDP协议：SSDP是一个“简单服务发现协议”，该协议定义了如何在网络上发现网络服务的方法。SSDP也规定了存放在XML文件中的信息格式。SSDP信息的传送是依靠HTTPU和HTTPMU进行的。不论是控制点，或是UPnP设备，工作中都必然用到SSDP，设备接入网络之后，要利用它向网络广播自己的存在（广播的信息中还有设备位置的描述），以便尽快与对应的控制点建立联系；控制点则利用SSDP来搜索自己将要控制的设备在哪里.并且可以排除已经存在的设备和控制点，只为新近的或尚未“联络”上的双方服务。

【摘 要】对于数控机床中的电气控制线路，其组成部分主要是多种控制元器件的组合。因此，为了更好的对数控机床电气控制电路进行了解与研究，必须要深入掌握组成电气控制线路控制元器件的性能。文章通过对数控机床中经常运用的控制电器进行了全面详细的阐述，并针对控制电器的选用原则进行了分析。

【关键词】数控机床；电气控制；控制电器；选用

伴随计算机技术的不断发展与更新，带动了数控技术的进步，所以，数控机床自身的性能与运行的质量也取得了一定的成就。现代的数控机床技术涵盖多种多样，不仅包括自动控制技术与电子技术，同时也有数字技术与通信技术以及相关的机械制造等等。文章主要通过对数控机床经常使用的控制电器进行分析，并研究控制电器在选用过程中的相应原则，进而有效的完善数控机床的运行效果。

1.数控机床电气控制系统

数控机床自身能够进行长时间的运转，并且其可靠性比较高。所以，在对数控机床电气控制系统的设计与部件选用的过程中更加注重其可靠性与容错性和冗余技术[1]。除此之外，不仅要保证电气控制系统的可靠程度，还要具有相应的先进性。选用的所有部件都应具有成熟性，并且满足国际的标准，同时还应获得相关的授权认证。数控机床电气控制系统自身也应具有一定的稳定性与安全性，更要便于日常的维护，拥有一定的控制能力和人性化的操作性能。

2.数控机床电气控制系统常用的控制电器与选用原则

2.1低压断路器

低压断路器也是数控机床的自动空气开关，能够有效的结合其控制与保护的功能。通常情况下，低压断路器主要起到不频繁接通电路与断开电路的总体电源开关作用，同时也是部分电路中的开关。在产生短路或者过截以及欠压的安全故障时，低压断路器就会发生变化，将电路进行自动切断，进而可以有效的保护串联在自身后部的相关电器设备安全，并且低压断路器在进行自动切断故障电流后无需进行零部件的更换工作。所以，低压断路器在数控机床的运行中被广泛应用。

摘 要：介绍采用单片机制作单台电动机控制器和多台电动机控制器，并基于C语言进行控制器的软件设计。

关键词：AT89C51 单片机 电动机控制器 C语言

中图分类号：TP36 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）001-089-03

单片机控制电动机是一个典型低电压设备控制高电压设备的技术，单片机的输出电压是5V～24V直流低压，而电动机一般是220V或380V交流电压。用低电压控制交流高电压的器件有继电器、可控硅（晶闸管），在控制时会产生较大的干扰，尤其是对CPU的干扰更大，因此本文在电路设计时考虑了电路抗干扰问题，采用了光耦隔离技术。

1常用器件的选用

单片机选用AT89C51芯片。高电压电动机控制电路设计时，首先要解决低电压回路控制高电压回路问题，常用的控制器件为继电器、可控硅。其次是将低电压控制回路和CPU控制回路隔离，常用器件是光电耦合器。

1.1继电器

继电器是用低电压控制高电压的器件，它分为线圈、铁芯、衔铁、触点，触点有常开触点、常闭触点之分。在开关特性上有单刀单置、双刀单置、单刀双置、双刀双置、单刀多置、双刀多置之别。图1（a）为继电器的符号，图中只列了四种类型的继电器，方框为线圈，圆圈为触点，直线为刀。左下图为单刀单置，右下图为单刀双置，左上图为双刀双置，右上图为双刀单置。

【摘 要】阐述了模糊控制PID算法的结构、控制算法以及在单片机直流电机控制系统上的应用。通过模糊控制来适应调节比例、积分、微分的作用，使单片机直流电机控制系统获得自适应性强、调节时间短的优势和较好的鲁棒性。

【关键词】模糊控制 PID 单片机 直流电机

【中图分类号】TP273.4;TM33 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）17-0230-02

引言

在直流电机的控制过程中往往具有不确定性和非线性，难以建立精确的数学模型，采用常规PID控制算法难以达到理想的控制效果。系统设计结合模糊控制算法，按模糊控制理论建立模糊控制规则并求出模糊控制表，根据提取到的直流电机采样信息查询模糊控制表来对电机进行速度与转向的控制。

1、直流电机控制系统

系统选用STC12C5A60S2作为主控芯片，用以完成对系统执行机构的控制、信息处理和直流电机的控制。在窗帘机的应用上面，直流减速电机可精确控制，又能弥补步进电机无电状态下不能转动的缺陷。采用L298N驱动直流电机，利用PWM调制与使能变换的方式可进行电机调速与变向。控制窗帘开合的过程中同时检测光电开关的状态，以确定当前窗帘/窗户的状态。通过对电机角速度的采样分析，利用单片机进行信息处理并优化控制。

2、PID控制

文章编号：1674-3520（2015）-10-00-01

引言

现代自动控制设备中，都存在一个电子电路一电气电路的互相连接问题，一方面要是电子电路的控制信号能够控制电器电路的执行元件（电动机、电磁铁、电灯等），另一方面又要为电子线路的电器电路提供良好的电隔离，以保护电子电路和人身的安全。电子继电器便能起到这一桥梁作用。 本实验基于AT89S51所设计的，通过单片机的P2.0和P2.1引脚输出低（高）电平时，三极管Q1和Q2饱和导通（截止），+5V电源加到继电器线圈两端，继电器吸合（释放），同时状态指示灯发光二极管也点亮（熄灭），继电器的常开触点闭合（释放），相当于开关闭合（断开）。 关键词：AT89S51 HK4100F电磁继电器 是为了探索以若空强的道路，我们的课题选定为单片机控制电动机正反转的设计题目.

硬件部分结构功能简介： 用单片机控制与三极管相连的I/O口的输出电平，接通或关闭相应的三极管，达到使继电器吸合或断开。从而起到以弱控强的目的。 单片机介绍 将为处理器（CPU）、存储器、I/O接口电路和相应的实时控制器件集成在一块芯片上的单片机微型计算机，简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 AT89S51是低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4Kbytes的可系编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器与单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性能价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

51单片机的基本结构1.2-3主电源引脚 VCC（40脚）：接+5V电源正极。 VSS（20脚）：接地端。 电源电压范围是4 ～ 5.5V，最高电源电压为6.6V。任何引脚对地的电压范围是-1～7V。1.2-4外接晶体引脚 XTAL1（19脚）：接外部石英晶体的一端。在单片机内部，它是相反放大的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部的时钟时，该引脚作为外部振荡信号的输入端。XTAL2（18引脚）：接外部石英晶体的另一端。在单片机内部，它是反向放大的输出端。1.2-5输入/输出引脚（1）P0口（P0.0～P0.7）（引脚39～32） P0口具有漏极开路结构，还具有双重功能。 作为输出使用时，需要外接上拉电阻（在作为I/O口使用时，T1管夹断）。若作为输入端使用，需要先将“1”写入端口（使T2管夹断）。P0口可作为地址总线（AB0～AB7），也可作为数据总线（DB0～DB7）。P0口可驱动8个LSTTL（低功耗肖特基TTL），其他端口可以驱动4个LSTTL。1个LSTTL负载为0.4mA。（2）P1口（P1.0～P1.7）（引脚1～8）P1口内部具有上拉电阻，因此可以作为准双向I/O使用。 作为输入端使用时，需要先将“1”写入端口（使T2管夹断）。 （3）P2口（P2.0～P2.7）（引脚21～28） P2口内部具有上拉电阻，因此可以作为准双向I/O口使用。作为输入端使用时，需要先将“1”写入端口（使T2管夹断）。在将有片外存储器时，P2口作为8位地址总线（AB8～AB15）。（4）P3口（P3.0～P3.7）（引脚10 ～17） P3口具有上拉电阻，可作为准双向I/O口使用。作为输入端使用时，需要先将“1”写入端口（使T2管夹断）。P3口的每个引脚还有第2个功能：P3.0：为串行输入端口（RXD）; P3.1：为串行口输出端口（TXD）; P3.2：为外部中断0（INT0）; P3.3：为外部中断1（INT1）; P3.4：为定时/计数器0的外部输入口（T0）; P3.5：为定时/计数器1的外部输入口（T1）; P3.6：为外部数据存储器写选通（WR）; P3.7：为外部数据存储器写选通（RD）; 1.2-6RST（引脚9）

继电器介绍 本设计是用单片机控制继电器达到以弱控强的电路，下面再来介绍一下单片机和强电之间的桥梁----电磁继电器。 电磁继电器是有触点电继电器是有触点电继电器的一种。它是利用电磁效应实现电路开、关控制作用的原件，广泛应用在电子设备、仪器仪表及自动化设备中。在各种自动设备中，都要求用一个低电压电路提控制一个高电压的电器电路。这样不仅可以为电子线路和电器电路提供良好的电隔离，还可以保护电子电路和人员安全。

下面是我们这个设计的电路部分

原理搞清楚了，下面我们就来做PCB板子了。

摘要：研究了机电式控制电路电器试验技术，包括正常和非正常条件下接通分断能力、电气耐久性试验等。根据试验条件不同，将考核触头接通能力和分断能力的试验分为恒载、变载和无载3种试验模式。以接触器辅助触头为研究对象，设计了基于计算机控制的试验装置，实现了交直流通用和各试验模式兼容，自动控制试验进程并实时监测和显示试验电压电流，提高了触头接通分断状态判断的精度和接触器辅助触头试验的自动化水平。

关键词：控制电路电器；试验技术；试验模式；波形显示；状态监测

在低压开关设备和控制设备范畴，机电式控制电路电器起着信号、控制、连锁等功能，保证控制系统的稳定、可靠运行。机电式控制电路电器发生故障，将危及整个控制系统的安全运行。文献［1］中降压启动接触器的常闭触点接触不良，导致被控55kV•A风机在由降压启动转换到全压运转瞬间瞬时停车而后马上启动，相当于电机直接启动，启动电流巨大，造成总屏低压断路器跳闸，全车间停机事故。文献［2］中控制非全相保护时间继电器动作的常闭触点断开不良，设备振动导致断开的常闭触点接通，从而引起时间继电器线圈得电而发生误保护、开关跳闸。可见，研究控制电路电器试验技术、提高其质量水平，对降低系统故障发生率、减少经济损失有着重要意义。

1使用类别及试验模式划分

1.1使用类别

［3］正常条件下和非正常条件下的接通与分断能力是控制电路电器型式试验的重要项目，是产品必须满足的性能指标；为了研究产品的寿命水平或来自用户的质量需求，还需进行机械耐久性和电气耐久性的验证试验。根据控制对象的不同，国家标准（GB14048.5）规定了几种机电式控制电路电器的使用类别，见表1。接通和分断能力指能在产品标准规定的条件下接通和分断正常负载电流和过载电流而不发生故障的能力。根据GB14048.5，正常条件下，工作电压为Ue;非正常条件下，工作电压为1.1Ue。两种条件下对应于不同使用类别的接通电流和分断电流有的相同有的不同，如正常条件下对应于不同使用类别下的接通分断电流如表2所示。其中，6×P是经验值，代表大多数直流电磁铁负载的上限为P=50W，即6×P=300ms的经验关系中求得，对于功率消耗大于50W的负载，可假定由较小负载并联组成，因此，300ms可作为上限值；T0.95为达到95%稳态电流的时间，ms。电气耐久性是指在规定的正常条件下，不需要维修或更换零件而能承受的负载操作循环次数，GB14048.5规定电气耐久性试验中应有90%及以上的被试电器达到或超过该操作循环次数。每个操作循环应包括1次试验电流的接通和1次试验电流的分断，操作循环的通电时间应不小于操作循环周期的10%，也不大于周期的50%。作为接通和分断能力的一种特殊情况，交流电气耐久性试验时，按正常条件下使用类别为AC-15的接通分断能力试验进行，但接通时功率因数应为0.7，分断时功率因数应为0.4；直流电气耐久性试验时，按正常条件下使用类别为DC-13的接通分断能力试验进行。

1.2试验模式分类

通过以上分析，根据控制对象、验证性能指标不同，考核控制电路电器的试验被分为若干个使用类别，且对于电气耐久性试验，虽然参考其中某些使用类别但试验条件不完全相同。通过归纳可将以上所有试验情况分为以下几种试验模式［4］：1）恒载试验。试品接通和分断负载电流，接通和分断的负载电流相同，如AC-12，DC-12；2）变载试验。试品接通和分断负载电流，接通和分断的负载电流不同，如AC-13，DC-14；3）无载试验。试品只进行机械的闭合和断开，无需加载电压和电流，如机械耐久性试验。

【摘 要】PID控制是工业上最常用的定值控制方式，但是由于PID控制与变频器的拖动装置及传感器组合在一起，难以在实训教学中完成PID项目实习实训。利用电动机现有配备的编码器，配合一附加的电子电路板，可以将编码器模拟成直流发电机，用其分压后输出电压做反馈信号以代替传感器，用模拟负载电位器等效调节负载的变化，配合实训台上现有的西门子MM420变频器和180W三相交流异步电动机，从而实现了低成本、体积小、重量轻的PID实训装置，达成了实训教学目标。

【关键词】模拟发电机；PID控制；F/V转换；变频器；PLC

1.引言

PID控制是工业上最常用的定值控制方式，常常使用变频器或者PLC与拖动装置及传感器组合起来构成闭环反馈系统实现。简单的拖动装置如打气泵、水泵水箱构成水位控制系统，或者由电动机拖动发电机构成PID电压控制系统，这些装置体积庞大、成本较高，导致在教学中难以实现。

PID控制是闭环控制中的一种常见形式。反馈信号取自拖动系统的输出端，当输出量偏离所要求的给定值时，反馈信号成比例变化。在输入端，给定信号与反馈信号相比较，存在一个偏差值。对该偏差值，经过P、I、D调节，变频器通过改变输出频率，迅速、准确地消除拖动系统的偏差，回复到给定值，振荡和误差都比较小，适用于压力、温度、流量控制等。[1]

如果用变频器-电动机-直流发电机可以构成PID闭环控制系统，但是需要这种方法一方面需要配置合适的发电机和负载，另一方面需要自己加工相应的传动装置。

现在高职院校配备的实训台上的电动机多带有编码器，编码器输出的脉冲频率与电动机的转速成正比。利用这一特点，制作的F/V转换电路板构成模拟发电机，配合实训台上西门子MM420变频器及S7-200PLC。MM420变频器内部有PID调节器，利用MM420变频器很方便构成PID闭环控制，就可以实现PID控制。如图4所示，这种方法成本低、体积小，适合用于PID控制项目实训。

2.基本思路

中图分类号：V242.4+22 TM32文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）04-0056-01

1 前言

传统的笼型异步电动机起、制动的控制方式通常有以下几种，起动方式有：全压起动、减压起动。制动方式有：能耗制动、反接制动、回馈制动。其中任何一种起、制动控制方式的实现通常都由继电器-接触器组成的控制系统来完成的。下面就以定子回路中窜电阻降压起动和反接制动为例，分析由继电器-接触器电路实现的异步电动机的起、制动控制过程。

如图1，此控制电路含有三个接触器和一个中间继电器，12个可动作的硬触点。起动时，接触器KM2，KM3均处于断开状态，按下起动按钮SB1，KM1通电并自锁，电动机串入电阻减压起动。当电动机转速上升到某一定值时（此值为速度继电器KS1的设定值，此设定值可调整），速度继电器KS1的常开触电闭合，中间继电器KA通电并自锁，KA的常开触点闭合，接触器KM3通电，KM3的主触点短接主电路中定子电阻R，电动机定子中的电阻减小，电流增大，转速上升，直到设定的速度时，电动机稳定运行。

制动时，按下停止按钮SB2，KM1断电，其主触电断开，切断电动机的电源，电动机处于无电状态，由于惯性继续运行，但速度越来越慢。同时由于KM1断电KM3失电，主电路中的KM3的主触电断开，限流电阻R又串入。

这种传统的继电器-接触器控制方式的控制逻辑清晰，采用了机电一体组合方式，便于普通机电类技术人员的维修，但由于使用的电气元件体积大、触点多、故障率大、寿命短，因此运行的可靠性低。随着电子技术和计算机的发展，PLC的发展也越来越成熟，这就使得使用PLC进行机电运行控制已成为必然趋势。

2 采用PLC实现异步电动机的起动、制动控制

可编程序控制器是在继电器和计算机控制基础上开发的产品，所以它在继电器控制逻辑清晰的基础上，使用了计算机软件控制实现了控制方式的灵活改进。因此与传统的继电器-接触器控制系统相比较，采用PLC实现异步电动机起、制动控制是最佳选择。PLC实现的异步电动机起、制动控制电路接线图，软件梯形图如下（见图2）:电动机的主电路接线图不变，此梯形图的控制过程如下：

摘 要：应对船舶发电机在发生负荷突变，特别是大负荷突变之时，实现对发电机端电压值的有效稳定，是控制系统所亟需解决的一项基础问题。对此本文就提出并应用了一种新型的智能PID控制器系统，其中PID控制器主要采用三层前馈神经网络构成，借助于神经网络的自学习能力，PID控制器的参数可依据系统动态特性通过神经网络权系数自行调节，其主要的特点为结构简易、运行稳定。依据仿真实例验证表明，此智能PID控制器相较于传统同类控制器而言在扰动相应速度与控制效果方面均得到极为明显的提升，可有效稳定船舶发电机端电压。

关键词：PID控制器；船舶；发电机电压；励磁系统；神经网络

船舶电力系统最为突出的一个特点即为发电机容量相对偏小，而负载的容量则较大；多台机组所并联工作，并联与解列转换起来十分频繁，由此也就导致了船舶电站的运行工作成为了一个动态化演变的过程，难以实现真正的稳态过程。在进行系统设计之时，时常会遭遇到非线性动态问题，依据智能控制理论来开展控制器的设计工作，将会使得其优势特点极大的体现出来。据此，下文将就智能PID控制器在传播发电机电压控制中的具体应用展开深入的探讨。

一、电力控制系统及智能PID控制器概述

电力系统控制是一项十分繁杂的控制问题。目前所现有的控制方法主要就包括了线性最优控制、自适应控制、H∞鲁棒控制、智能控制等。近些年来又涌现出来了模糊逻辑、神经网络、遗传算法以及DNA算法等智能技术所集成出的混合智能系统在电力系统当中也有所应用。混合智能系统通过对各类智能技术特点的应用，例如对模糊逻辑的知识表达与推理能力应用，神经网络的知识获取、学习及适应与容错能力，以及遗传算法的优化能力等，将这些诸多的能力进行有效的结合，从而为电力系统大量问题的解决提供以有效的手段方法。

当前在船舶电力系统励磁回路之中所普遍应用的是传统的PID控制手段，而这一控制手段的优势即为：对数学模型没有较高的要求、控制算法的整体结构也较为简易、实现方式较为简便，同时也较易成熟，设计人员应用起来十分简便。基于神经网络的模糊自适应PID控制方案，一方面通过应用模糊逻辑概念与非线性处理方式，另一方面则通过应用神经网络的自学习能力与任意函数的接近能力，将此两者进行适当的结合从而获得最为有效的PID非线性组合控制规律，进而达成对未知对象予以在线控制的目的。

二、系统构成

为了处理船舶发电机在符合发生改变特别是大负荷改变之时，可以更加有效的应对发电机一端的电压问题，便设计出了一类架构于BP神经网络系统之上的自适应智能PID控制设备，通过应用神经网络自学习能力，PID控制O备的可依据系统动态化特点来经由神经网络权系数予以自主调节，智能PID控制器则是通过三层前馈神经网络所构成，主要的特点即为结构简便、工作稳定，系统结构主要由以下四部分构成：

【摘要】红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，是目前使用广泛的一种近距离无线通信和遥控方式。主要介绍了红外遥控器对直流电动机运行参数进行设定，包括直流电机启动、停止、正转、反转以及转速的设置，同时实时监控电动机的转速并显示，以红外线传输技术实现遥控功能。

【关键词】红外遥控；直流电动机；单片机；驱动器

1.引言

随着无线遥控技术的发展，特别是采用了先进的数字处理技术之后，工业无线遥控系统的运用范围更为广泛，安全性能也得到日益完善。从红外线向高频电磁波射频信号发展，遥控器用时就可以不用再考虑电器的位置和遥控器的指向等问题了。由于直流电动机在快速性、可控性、可靠性、体积小、重量轻、节能、效率高、耐受环境和经济性等方面具有明显的优势，故在当今国民经济各个领域应用日益普及，以往数控机床系统均采用直流电动机。当需要进行复杂而精细的信息处理时，仅仅采用硬件所构成的系统往往相当复杂，而采用单片机控制却十分简单。本设计结合无线遥控，通过设计单片机对直流电机的控制来增强对单片机和直流电机的结合。

2.系统结构

红外遥控直流电动机控制器是利用红外遥控器对直流电动机运行参数进行设定，包括直流电机启动、停止、正、反转以及转速的设置，同时实行监控电动机的转速并进行显示，具有较好的应用性。整个调速装置是采用PWM脉宽调制，测速装置是由光电检测开关实现。具体的硬件框图如图1所示：

图1 硬件电路图设计

（1）红外遥控器