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1. 研究目的与意义

在运动控制系统中，电机转速控制占有至关重要的作用，其控制算法和手段有很多，模拟pid控制是最早发展起来的控制策略之一，长期以来形成了典型的结构，并且参数整定方便，能够满足一般控制的要求，但由于在模拟pid控制系统中，参数一旦整定好后，在整个控制过程中都是固定不变的，而在实际中，由于现场的系统参数、温度等条件发生变化，使系统很难达到最佳的控制效果，因此采用模拟pid控制器难以获得满意的控制效果。

随着计算机技术与智能控制理论的发展，数字pid技术渐渐发展起来，它不仅能够实现模拟pid所完成的控制任务，而且具备控制算法灵活、可靠性高等优点，应用面越来越广。

本设计以数字pid为基本控制算法，以51单片机为控制核心，产生占空比受数字pid算法控制的pwm脉冲实现对直流电机转速的闭环控制，采用lcd或led显示模块，显示设定转速、实时转速。

2. 国内外研究现状分析

pid（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有70多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。pid控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。

目前，pid控制及其控制器或智能pid控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的pid控制器产品，各大公司均开发了具有pid参数自整定功能的智能调节器(intelligentregulator），例如厦门厦门科昊自动化有限公司所生产的无纸记录仪，就使用了模糊pid应用直流电机调速。通过pid算法的数字化方法，最优pid参数的设定方法，还可以实现直流调速系统对转速的高精度控制，例如黑龙江科技学院的吴延华和孟娇茹教授就深入研究了新的pid控制算法最优pid算法，提高了系统的闭环稳定性和稳态控制质量。此外，对于柴油机一类的调速系统中电子调速器已经逐渐取代电液式调速器,采用单片机技术进行速度控制,具有设备结构简单、实时响应快、控制精度高等优点。单片机和电子技术的高度发展正促使柴油机调速系统逐步从模拟化向数字化转变，例如海军驻上海沪东中华造船(集团)有限公司军事代表室所研究的遇限削弱积分pid控制算法，解决了普通pid算法中超调过大、响应较慢等问题,提高了系统的响应速度。

综上所述，基于单片机的数字pid直流电机调速系统给人们生产生活带来了方方面面的影响。

3. 研究的基本内容与计划

对基于单片机的数字pid直流电机调速系统设计进行硬件，软件进行相关设计，利用proteus完成电路原理图和pcb图设计与仿真，单片机编程采用keil c语言，自行完成系统的制作，实现预期功能。

1、准备工作---撰写开题报告（第1周第3周）

2、分析论证并确定设计方案（第4周第5周）

4. 研究创新点

首先，PID应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。

　　其次，PID参数较易整定。也就是，PID参数Kp，Ti和Td可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。