摘要：本系统为单闭环控制系统，以LabVIEW作为上位机、STC90系列的单片机为控制器、通过数字式PID算法进行数据的处理，完成对直流电机速度的控制。通过电机旋转过程中对传感器光路的周期性阻隔间接测得电机实际转速并反馈到单片机中，与上位机的期望转速作差后进行PID算法的处理并作为控制器新的输出。控制器输出当前的控制数据传递给驱动电路，实现电机的调速。上位机的人机交互界面能够实现电机的启停、加减速、速度的设定，并且能够实时显示当前电机的转动状态以及电机调速的过程。

关键词：直流电机  PID算法  LabVIEW  单闭环控制系统

目录

摘要

Abstract

1.引言-1

1.1课题研究的背景和意义-1

1.2课题研究的现状与趋势-1

1.3课题研究的主要内容及论文组织结构-2

2.直流电机及其控制原理介绍-3

2.1直流电动机介绍-3

2.2直流电动机转速控制方案-3

2.3 PWM控制技术-4

3.PID控制算法介绍-5

3.1模拟PID算法-5

3.2数字PID算法-5

3.3 PID算法整定-6

4.总体规划-8

4.1系统实现的基本功能-8

4.2系统总体方案设计-8

4.3方案论证-9

4.3.1控制器选择-9

4.3.2电机驱动方式-9

4.3.3电机测速传感器-9

4.3.4串口通信方式-10

5.系统硬件设计-11

5.1单片机最小系统-11

5.2 L298N驱动模块-12

5.2.1 L298N芯片介绍-12

5.2.2驱动模块设计-13

5.3测速模块-14

5.4通信模块-14

6.系统软件设计-15

6.1单片机程序分析-15

6.1.1 PID算法的实现-16

6.1.2电机速度采集算法-17

6.1.3电机速度接收算法-20

6.2上位机LabVIEW程序设计-24

6.2.1通信VISA介绍-24

6.2.2上位机前面板设计-25

6.2.3上位机程序框图设计-25

7.系统调试-29

8.结束语-33

8.1对环境及可持续发展的非技术因素分析-33

8.2总结与展望-33

参考文献-34

致谢-35

附录-36