Điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều

Lời cảm ơn Lời cảm ơn Với giúp đỡ tận tình thầy khoa Điện tự động hóa Trường Cao Đẳng Cơng Nghệ Đại học Đà Nẵng với người thân, gia đình bạn bè, chúng em hoàn thành đồ án theo thời gian quy định Để đạt thành công này, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phó giáo sư-Tiến sĩ Đồn Quang Vinh, người ln theo dõi, bảo tận tình cho em suốt thời gian thực đề tài, người đóng góp ý kiến hướng dẫn em hoàn thành đồ án Bên cạnh đó, em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô giáo khoa Điện tử động tận tình dạy dỗ chúng em năm học vừa qua Cuối cùng, chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè giúp đỡ em hoàn thành đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày 10 tháng 06 năm 2010 Sinh viên thực Trần Nguyễn Quốc Huy Phan Hoàng Anh Nguyễn Đức Ba Nguyễn Tấn Thạch Lời cam đoan Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc Lời cam đoan Kính gởi: Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp khoa Điện tự động – Trường Cao Đẳng Công Nghệ – Đại học Đà Nẵng Em tên là: Trần Nguyễn Quốc Huy Phan Hoàng Anh Nguyễn Đức Ba Nguyễn Tấn Thạch Đang sinh viên lớp 08LTĐ – Khoa Điện tự động – Trường Cao Đẳng Công Nghệ – Đại học Đà Nẵng Hiện chúng em làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “Điều khiển tốc độ động điện chiều ” Chúng em xin cam đoan nội dung đồ án hồn tồn khơng giống với đồ án cơng trình có trước Đà Nẵng, ngày 10 tháng 06 năm 2010 Sinh viên thực Trần Nguyễn Quốc Huy Phan Hoàng Anh Nguyễn Đức Ba Nguyễn Tấn Thạch Lời cam đoan Mục lục MỤC LỤC Chương 1: Động điện chiều 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Nội dung 1.2.1 Giới thiệu động DC 1.2.2 Mơ hình hóa động DC 1.2.3 Phương pháp điều khiển tốc độ động cơ: .3 1.2.4 Khảo sát hàm truyền .4 1.2.4.1 Hàm truyền lý tưởng: .4 1.2.4.2 Hàm truyền gần tìm thực nghiệm 1.2.5 Phương pháp ổn định động dùng thuật toán PID.6 1.2.5.1 Thuật toán PID 1.2.5.2 Phương pháp hiệu chỉnh thông số PID Ziegler-Nichols: .7 1.3 Kết chương Chương : Giới thiệu vi điều khiển PIC16F887 2.1 Giới thiệu chương 2.2 Nội dung 2.2.1 Một vài chi tiết vi điều khiển PIC16F887 Mục lục 2.2.2 Bộ dao động PIC16F887 11 2.2.3 Các Port I/O 12 2.2.4 Hoạt động khối giao tiếp EUSART 13 2.2.5 Cấu tạo hoạt động khối điều xung PWM 15 2.2.6 Ngắt chân RB0 .17 2.2.7 Cấu tạo hoạt động Timer1 18 2.2.8 Cách nạp cho PIC16F887 .18 2.3 Kết chương 20 Chương 3: Thiết kế thi công phần cứng 21 3.1 Mở chương 21 3.2 Nội dung 21 3.2.1 Sơ đồ khối phần cứng 21 3.2.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động khối mạch 22 3.2.3 Tính tốn thơng số mạch 24 3.2.3.1 Mạch đảo chiều động 24 3.2.3.2 Tính tốn cho FET 25 3.2.3.3 Tính tốn mạch lái cho FET 27 3.3.4 Layout thi công mạch .30 3.3 Kết chương 31 Chương : Thiết kế phần mềm 32 Mục lục 4.1 Mở chương 32 4.2 Nội dung 32 4.2.1 Phần mềm cho vi điều khiển PIC16F887 .32 4.2.1.1 Thuật tốn chương trình 32 4.2.1.2 Thuật tốn chương trình xử lý phím .35 4.2.1.3 Thuật tốn chương trình đo tốc độ động 37 4.2.1.4 Thuật tốn chương trình phục vụ ngắt nhận UART 39 4.2.2 Phần mềm máy vi tính giao tiếp với mạch điều khiển 41 4.3 Kết luận chương 46 4.4 Nhận xét đánh giá hệ thống .46 4.5 Hướng phát triển đề tài 46 Các từ viết tắt CÁC TỪ VIẾT TẮT PID Proportional–Integral–Derivative DC Direct Current PWM Pulse Width Modulation EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory ADC Analog Digital Converter USART Universal Synchronous Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter MUX Multiplexer MCU Microcontroller Unit GPIO General Purpose Input Ourput EUSART Enhanced Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter LCD Liquid Crystal Display FET Field-Effect Transistor BJT Bipolar Junction Transistor MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter Mở đầu Mở đầu Với phát triển rộng rãi thiết bị điện, ngày nay, người người, nhà nhà hầu hết sử dụng công nghệ đại Và mức sống người dân nâng cao việc quản lý thiết bị điện nhà cần thiết Chính việc điều khiển thiết bị giám sát hoạt động thơng qua trình tự động việc làm mang nhiều lợi ích Đề tài thực việc điều khiển thơng qua vi điều khiển PIC16F887A, đề tài nghiên cứu sâu việc ổn định tốc độ động điện chiều Trong giới hạn thời gian nghiên cứu cho phép, đề tài phát triển hệ thống điều khiển đơn giản Các thiết bị giám sát điều khiển tiêu tốn lượng mang lại lợi ích kinh tế hiệu sử dụng cao Nội dung đồ án gồm: Chương 1: Động điện chiều Chương 2: Giới thiệu vi điều khiển PIC 16F887A Chương 3:Thiết kế thi công phần cứng Chương 4: Thiết kế phần mềm Phương pháp nghiên cứu đồ án tính tốn thiết kế mạch, xây dựng lưu đồ thuật toán thi cơng lắp ráp để kiểm chứng tính đắn thiết kế lưu đồ thuật toán xây dựng Với phương pháp trên, đồ án thiết kế thi công thành công Mở đầu Vì thời gian chuẩn bị khơng nhiều với kiến thức cịn hạn hẹp, đồ án khơng tránh khỏi sai sót, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy khoa, chúng em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày 10 tháng 06 năm 2010 Sinh viên thực Trần Nguyễn Quốc Huy Phan Hoàng Anh Nguyễn Đức Ba Nguyễn Tấn Thạch Chương 1: Động điện chiều Chương 1: Động điện chiều Giới thiệu chương Chương giới thiệu động DC, phương pháp điều khiển tốc độ động phương pháp ổn định tốc độ động dùng thuật toán PID Nội dung 1.2.1 Giới thiệu động DC Động điện chiều động điện hoạt động với dòng điện chiều Động điện chiều ứng dụng rộng rãi ứng dụng dân dụng công nghiệp Cấu tạo động gồm có phần: stato đứng n rơto quay so với stato Phần cảm (phần kích từ-thường đặt stato) tạo từ trường mạch từ, xuyên qua vòng dây quấn phần ứng (thường đặt rơto) Khi có dịng điện chạy mạch phần ứng, dẫn phần ứng chịu tác động lực điện từ theo phương tiếp tuyến với mặt trụ rôto, làm cho rôto quay Tùy theo cách mắc cuộn dây roto stato mà người ta có loại động sau: - Động kích từ độc lập: Cuộn dây kích từ (cuộn dây stato) cuộn dây phần ứng (roto) mắc riêng rẽ nhau, cấp nguồn riêng biệt - Động kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng Trang