直流电机闭环调速
第1章 前言
1.1 课题的研究意义
现代化的工业生产过程中,几乎无处不使用电力传动装置,尤其是在石油、化工、电力、冶金、轻工、核能等工业生产中对电动机的控制更是起着举足轻重的作用。因此调速系统成为当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一种系统。随着生产工艺、产品质量要求不断提高和产量的增长,使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速,而且,当今控制系统已进入了计算机时代,在许多领域已实现了智能化控制。对传统的过程工业而言,利用先进的自动化硬件及软件组成工业过程自动化调速系统,大大提高了生产过程的安全性、可靠性、稳定性。提高了产品产量和质量、提高了劳动生产率,企业的综合经济效益,同时,也大大促进了综合国力的增强。对可调速的传动系统,可分为直流调速和交流调速。
直流调速系统凭借优良的调速特性,调速平滑、范围宽、精度高、过载能力大、动态性能好、易于控制以及良好的起、制动性能等优点,能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求,所以在电气传动中获得了广泛应用。为了提高直流调速系统的动静态性能指标,通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统) 。对调速指标要求不高的场合,采用单闭环系统,而对调速指标较高的则采用多闭环系统。按反馈的方式不同可分为转速反馈,电流反馈,电压反馈等。在单闭环系统中,转速单闭环使用较多。
本次设计是基于51系列单片机对直流电动机单闭环调速系统进行设计,能实现对直流电动机转速控制的功能,实现控制目的同时还配有显示装置,能实时反映当下直流电机的转速值,以优化整个系统的完整性。
通过这次设计,可以使我对51系列单片机的应用和直流电机闭环调节系统进行进一步的学习,增强知识的整合度使相关知识融汇贯通,为以后的工作奠定一定的知识基础。
1.2 直流电机调速的发展
由于直流电动机具有极好的运动性能和控制特性,尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易,但是长期以来,直流调速系统一直占据垄断地位。当然,近年来,随着计算机技术、电力电子技术和控制技术的发展,交流调速系统发展快,在许多场合正逐渐取代直流调速系统。但是就目前
来看,直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。在我国许多工业部门,如轧钢、矿山采掘、海洋钻探、金属加工、纺织、造纸以及高层建筑等需要高性能可控电力拖动场合,仍然广泛采用直流调速系统。而且,直流调速系统在理论和实践上都比较成熟,从控制技术角度来看,它又是交流调速系统的基础。因此加强对直流调速系统的发展有利于更进一步发展交流调速系统,促进调速系统的进一步完善。
首先直流调速系统的发展过程是一个从简单到复杂、从开环到闭环、从单环到多环、从单向调速到可逆调速的不断丰富完善的过程。不仅存在从单一调速方式向多种调速方式的纵向发展过程,而且每一种调速系统本身也都在发展完善之中。如开环闭环、单闭环、双闭环、三环、有环流可逆调速系统和无环流可逆调速系统都在不断的完善和发展之中。单闭环不仅是转速闭环一种,根据应用要求不同可以采用电压负反馈、电流补偿等替代措施。有环流可逆调速系统目前有两种,无环流可逆调速系统目前有三种,它们都在不断完善和发展之中。
其次,直流调速系统的产生与发展都与其他学科存在紧密联系。第一它与电机学有紧密地联系,因为对于调速来说,电机是控制对象,对控制对象的研究越深入控制效果才会越好。第二与半导体变流技术的发展密不可分,电力电子技术元器件的性能越好可供选择的种类越多,调速系统的性能才会越好。微型计算机的发展,尤其是微控制器的发展为直流调速系统的进一步发展插上了翅膀。微控制器在这里的应用,改变了控制系统的结构,改变了传感元件的检测技术,并且使各种先进控制算法得以实现。任何设计都不是终极设计,都在随着其他科技的发展而不断完善。
1.3 设计任务内容
根据课题要求研制以单片机为核心的直流电机测速控制系统。系统设计主要包含以下任务:
1、实现对直流电机转速的测量;
2、通过按键调节电机转速值,在电机转速的可控范围内控制电机转速;
3、实时显示直流电机转速实际测量值;
4、利用控制电机定子电压接通和断开的占空比(PWM ),即脉宽调速;
本设计采用红外对射传感器将转速转换成频率与速度一一对应的脉冲信号,将脉冲信号送给单片机进行检测,最终计算出电机的转速。采用四位一体八段数码管显示器,显示测量值。对于直流电机的转速控制,选择合适的PWM 方式驱动实现。设计的总体模块化方案如图1-1所示,整个设计采用模块化设计、分布调试、整体组合的方法。
图1-1 系统设计总体模块化方案
第2章 系统组成模块原理概述
2.1 直流电机概述
2.1.1 直流电机结构
直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。直流电机的结构如图
2-1所示。
图2-1 直流电机结构图
2.1.2 直流电机工作原理
直流电机模型如图2-2所示,磁极N,S 间装着一个可以转动的铁磁圆柱体,圆柱体的表面固定着线圈abcd 。当线圈流过电流的时候,线圈受到电磁力的作用,产生旋转。根据左手定则可知,当流过线圈中电流改变方向时,线圈的受力方向也将改变,因此通过改变线圈电流的方向实现改变电机的方向。
图2-2 直流电机工作原理模型
2.1.3 直流电机主要技术参数
额定功率Pn :在额定电流和电压下,电机的负载能力。
额定电压Ue :长期运行的最高电压。
额定电流Ie :长期运行的最大电流。
额定转速n :单位时间里面电机转速的快慢。
励磁电流If :施加到电极线圈上的电流。
2.1.4 直流电机的调速的技术指标
1. 调速范围
调速范围是指最低可控转速到最高可控转速的范围,最低可控转速对最高可控转速的比值,叫电机的调速比。
2. 调速的相对稳定性和静差度
所谓相对稳定性,是指负载转矩在给定的范围里面变化所引起的速度的变化,它决定于机械特性的斜率。
静差度(又称静差率)是指当电动机在一条机械特性上运行时,由理想空载到满载时的转速降落与理想空载转速n0的比值。用百分数表示,即
δ=∆n ⨯100% (2-1) n 0
在一般的情况下,取额定转矩下的速度落差∆n N ,有
δ=∆n N ⨯100% (2-2) n 0
3. 调速的平滑性
调速的平滑性是在一定的调速范围内,相邻两极速度变化的程度,用平滑系数Φ表示,即
Φ=n i (2-3) n i -1
式中n i 和n i -1相邻两极,即i 级与i -1级的速度
4. 调速时的容许输出
调速时的容许输出是指电动机在得到充分利用的情况下,在调速的过程中轴能够输出的功率和转矩。
2. 2 单片机概述
2.2.1 单片机的简介
单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU 随机存储器RAM 、只读存储器ROM 、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
2.2.2 单片机的发展史
1. 四位单片机
1975年,美国德克萨斯公司首次推出4位单片机TMS-1000,此后各个计算机公司竞相推出4位单片机。日本松下公司的MN1400系列。美国洛克威尔公司的PPS/1系列等。4位单片机的主要的应用的领域有:PC 机的输入装置、电池的充电器、运动器材、带液晶显示器的音/视频产品控制器、一般家用电器的控制及遥控器、电子玩具、钟表、计算器、多功能电话等。
2. 八位单片机
1972年,美国Intel 公司首先推出8位微处理器8008,并与1976年9月率先推出MCS-48系列单片机。在这以后,8位单片机纷纷面世。例如莫斯特克和仙童公司合作生产的3870系列,摩托罗拉公司生产的6801系列等。随着集成电路工艺水平的提高,一些高性能的8位单片机相继问世,例如1978年摩托罗拉公司的MC6801。这类单片机的寻址能力达到64KB ,片内ROM 的容量达4-8KB ,片内除
带有并行I/O口,甚至还有A/D转换器的功能。8位单片机由于性能强大,被广泛用于自动化装置,智能接口,过程控制等各领域。
3. 十六位单片机
1983年以后,集成电路的集成度可达几十万只管/片,各系列16位单片机纷纷面世,这一阶段的代表产品有1983年Intel 公司推出的MCS-96系列,1987年Intel 公司推出了80C96 ,美国半导体公司推出了HPC16040。16位单片机主要用于工业控制,智能仪器仪表等场合。
4. 三十二位单片机
随着高新技术智能机器人,激光打印机,图像与数据实时处理,复杂实时控制,网络服务器等领域的应用和发展,20世纪80年代末,推出了32位单片机,如摩托罗拉公司的MC683XX 系列。32位单片机是单片机的发展趋势,随着技术的发展和开发成本的降低,将会和8位单片机并驾齐驱。
5. 六十四位单片机
近年来,64位单片机在引擎控制,智能机器人,磁盘控制,算法密集的实时控制场所已有应用。如英国的Inmos 公司的Transputer T800是高性能的64位单片机。
2.2.3 单片机的特点
1. 高集成度,体积小,高可靠性
单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上,集成度很高,体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的,内部布线很短,其抗工业噪音性能优于一般通用的CPU 。单片机程序指令,常数及表格等固化在ROM 中不易破坏,许多信号通道均在一个芯片内,故可靠性高。
2. 控制功能强
为了满足对对象的控制要求,单片机的指令系统均有极丰富的条件,即分支转移能力,I/O口的逻辑操作及位处理能力,非常适用于专门的控制功能。
3. 低电压,低功耗,便于生产便携式产品
为了满足广泛使用于便携式系统,许多单片机内的工作电压仅为1.8V ~3.6V ,而工作电流仅为数百微安。
4. 易扩展
片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚,很容易构成各种规模的计算机应用系统。
5. 优异的性能价格比
单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率,单片机已开始使用RISC 流水
线和DSP 等技术。单片机的寻址能力也已突破64KB 的限制,有的已可达到1MB 和16MB ,片内的ROM 容量可达62MB ,RAM 容量则可达2MB 。由于单片机的广泛使用,因而销量极大,各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉,其性能价格比极高。
2.2.4 AT89S52单片机介绍
AT89S52单片机是一款低功耗、低电压、高性能CMOS8位单片机,片内含8KB (可经受1000次擦写周期)的FLASH 可编程可反复擦写的只读程序存储器(EPROM ),器件采用CMOS 工艺和ATMEL 公司的高密度,非易失性存储器(NURAM )技术制造,其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容,片内的FLASH 存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储编程器来编程。因此,AT89S52是一种功能强,灵活性高且价格合理的单片机,可方便的应用在各个控制领域。AT89S52单片机引脚结构如图2-3所示。
AT89S52具有以下主要性能:
1.8KB 可改编程序FLASH 存储器;
2. 全表态工作 :0~24HZ ;
3.256X8字节内部RAM ;
4.32个外部双向输入,输出(I 、O )口;
图2-3 AT89S52引脚说明
部分引脚功能说明如下:
VCC :电源电压。
GND :地。
P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据线复用口。作为输出口时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL 逻辑门电路,对端口写“1”可作为高阻抗输入端。在访问外部数据储存器或程序储存器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。FLASH 编程时,P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。
P1口:P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作为输入口。作为输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。FLASH 编程和程序校验期间,P1接收低8位地址。
P2口:P2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作为输入口。作为输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序储存器或16位地址的外部数据储存器(例如执行MOVX@DPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据储存器(例如执行MOVX@RI指令)时,P2口线上的内容(也即特殊功能寄存器(SFR )区中R2寄存器的内容),在整个访问期间不改变。FLASH 编程或校验时,P2亦接收高位地址和其他控制信号。
P3口:P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P3的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作为输入口。作为输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。P3除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能,具体功能说明如表2-1。P3口还接收一些用于FLASH 闪速存储器编程和程序校的控制信号。
RST:复位输入。当振荡器工作时,RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE (地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器,ALE 仍以是时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号,因此他可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。对FLASH 存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG )。如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR )区中的8EH 单元的D0位置位,可禁止ALE 操作。该位置位后,只有
一条MOVX 和MOVC 指令ALE 才会被激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE 无效。
PSEN :程序储存允许(PSEN )输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT80C51由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN 有效,即输出两个脉冲。在此期间,当访问外部数据存储器,这两次有效的PSEN 信号不出现。
EA/VPP:外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序储存器(地址为0000H-FFFFH ),EA 端必须保持低电平(接地)。需要注意的是:如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA 端状态。如EA 端为高电平(Vcc 端),CPU 则执行内部程序储存器中的指令。FLASH 储存器编程时,该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp ,当然这必须是该器件是使用12v 编程电压。
XTAL1:振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器的输出端
表2-1 P3端口第二功能表
2. 3 调速方案的选择及PWM 概述
2.3.1 方案的选择
直流电动机的转速控制方法可以分为两大类:对励磁磁通进行控制的励磁控制法和对电枢电压进行控制的电枢电压法。其中励磁控制法在低速时受磁饱和的限制,在高速时受换向火花和换向器件结构强度的限制。并且励磁线圈电感较大,动态性能响应较差,所以这种控制方法用的很少,多使用电枢控制法。本设计将采用电枢控制方法对电动机的速度进行控制。
某些场合往往要求直流电机的转速在一定范围内可调节,例如,电车、机床等,调节范围根据负载的要求而定。调速可以有三种方法:(1)改变电机两端电压;(2)改变磁通;(3)在电枢回路中,串联调节电阻。本设计采用第一种方法:通过改变施加于电机两端的电压大小达到调节直流电机转速的目的。
方案一:PWM 波调速
采用由达林顿管组成的H 型PWM 电路(图2-4)。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态,精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下,效率非常高;H 型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快,稳定性也极佳,是一种广泛采用的PWM 调速技术。我采用了脉宽调频方式,因为采用这种方式,电动机在运转时比较稳定;并且在采用单片机产生PWM
脉冲的软件实现上比较方便。且对于直流电机,采用软件延时所产生的定时误差在允许范围。
图2-4 PWM波调速电路
方案二:晶闸管调速
采用闸流管或汞弧整流器的离子拖动系统是最早应用静止式变流装置供电的直流电动机调速系统。1957年,晶闸管(俗称“可控硅”)问世,到了60年代,
已生产出成套的晶闸管整流装置,并应用于直流电动机调速系统,即晶闸管可控整流器供电的直流调速系统(V-M 系统)。如图2-5,VT 是晶闸管可控整流器,通过调节触发装置GT 的控制电压U 来移动触发脉冲的相位;即可改变整流电压,从而实现平滑调速。晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高,而且在技术性能上也显示出较大的优越性;晶闸管可控整流器的功率放大倍数在十的四次方以上,其门极电流可以直接用晶体管来控制,不再像直流发电机那样需要较大功率的放大器。因此,在60年代到70年代,晶闸管可控整流器供电的直流调速系统(V-M 系统)代替旋转变流机组直流电动机调速系统(G-M 系统),得到了广泛的应用。但是由于晶闸管的单向导电性,它不允许电流反向,给系统的可逆运行造成困难;晶闸管对过电压、过电流和过高的du/dt与di/dt都十分敏感,若超过允许值会在很短的时间内损坏器件。另外,由谐波与无功功率引起电网电压波形畸变,殃及附近的用电设备,造成“电力公害”,因此必须添置无功补偿和
谐波滤波装置。
图2-5 晶闸管可控整流器供电的直流调速系统(V-M 系统)
构成直流斩波器的开关器件过去用得较多的是普通晶闸管和逆导晶闸管,它们本身没有自关断的能力,必须有附加的关断电路,增加了装置的体积和复杂性,增加了损耗,而且由它们组成的斩波器开关频率低,输出电流脉动较大,调速范围有限。自20世纪70年代以来,电力电子器件迅速发展,研制并生产了多种既能控制其导通又能控制其关断的全控型器件,如门极可关断晶闸管(GTO )、电力电子晶体管(GTR )、电力场效应管(P-MOSFET )、绝缘栅双极型晶体管(IGBT )等,这些全控型器件性能优良,由它们构成的脉宽调制直流调速系统(简称PWM 调速系统)近年来在中小功率直流传动中得到了迅猛的发展,与V-M 调速相比,PWM 调速系统有以下优点:
采用全控型器件的PWM 调速系统,其脉宽调制电路的开关频率高,一般在几kHz ,因此系统的频带宽,响应速度快,动态抗扰能力强。
(1)由于开关频率高,仅靠电动机电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流,电枢电流容易连续,系统的低速性能好,稳速精度高,调速范围宽,
同时电动机的损耗和发热都较小。
(2)PWM 系统中,主回路的电力电子器件工作在开关状态,损耗小,装置效率高,而且对交流电网的影响小,没有晶闸管整流器对电网的“污染”,功率因数高,效率高。
(3)主电路所需的功率元件少,线路简单,控制方便。
目前,受到器件容量的限制,PWM 直流调速系统只用于中、小功率的系统,兼于方案一调速特性优良;调整平滑;调速范围广;过载能力大,因此本设计采用方案一。
2.3.2 直流电机PWM 调速概述
PWM(Pulse Width Modulation) 即脉冲宽度调制是通过控制固定电压的直流电源开关频率,从而改变负载两端的电压,进而达到控制要求的一种电压调制方法。
在PWM 驱动控制的调制系统中,按一个固定的频率来接通和断开电源,并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小,从而控制电动机的转速。
如图2-6所示,在脉冲作用下,当电机通电时,速度增加;电机断电时,速度逐渐减少。只要按一定规律,改变通、断电的时间,即可让电机转速得到控制。
设电机始终接通电源时,电机转速最大为V max ,设占空比为D=t1/T,则电机的
平均速度为 Vd =Vmax *D,其中,V d 为电机的平均速度;V max 为电机全通电时的速度(最
大) ;D=t1/T为占空比。由公式可见,当我们改变占空比D 时,就可以得到不同的
电机平均速度
,从而达到调速的目的。
图2-6 脉冲信号作用下电机转速变换规律
2. 4 软件系统简介
本设计使用的软件是Keil 编程软件。Keil 软件是目前最流行的开发MCS-51系列单片机的软件,Keil 提供了包括C51编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(μVision )将这些部分组合在一起。
使用Keil Software工具时的项目开发流程和其他软件开发项目的流程极其相似:①创建一个项目,从器件库中选择目标器件,配置工具设置。②用C 语言或汇编语言创建源程序。③用项目管理器生成应用。④修改源程序中的错误。⑤测试连接应用。一个完整的8051工具集的框图可以最好地表述上述开发流程,如图2-7所示。
本设计采用C 语言进行编程。虽然汇编语言在控制底层硬件方面有着良好的性能且执行效率高,但是编程效率低,可移植性和可读性差,维护极其不便,从而导致整个系统的可靠性也较差。C 语言与汇编语言相较而言有以下优势:①可以大幅加快开发进度,特别是开发一些复杂的系统,程序量越大,用C 语言就越有优势。②可以实现软件的结构化编程,C 语言使得软件的逻辑结构变得清晰、有条理。③省去了人工分配单片机资源(包括寄存器、RAM 等)的工作。在汇编语言中要每一个子程序分配单片机的资源,而在C 语言中,只要在代码中声明一下变量的类型,编译器就会自动分配相关资源,从而有效地避免了人工分配单片机资源可能带来的差错。④当写好一个算法后,需要移植到不同的MCU 上时,在汇编语言中只有重新编写代码,因而汇编语言的可移植性很差;而用C 语言开发时,符合ANSI C 标准的程序基本不必修改,只要将一些与硬件相关的代码做适度的修改,就可以移植到其他种类的单片机上。⑤C 语言提供data 、idata 、pdata 、xdata 、和code 等存储器类型,针对单片机的内部数据存储空间、外部数据存储空间和程序空间自动为变量合理地分配空间,而且C 语言提供复杂的数据类型,如指针、数组、结构体等,极大地增强了程序的处理能力和灵活性。C 语言较汇编语言的不足之处就是使用C 语言写出来的代码会比用汇编语言占用的空间大5%~20%,所以执行起来效率就不及汇编语言。
图2-7 Keil Vision2 软件开发流程
第3章 硬件电路分析与设计
3.1控制电路的设计
控制电路主要由单片机来控制,编写一段程序使单片机发出的PWM 脉冲来实现对驱动的控制。新一代的单片机增加了很多的功能,其中包括PWM 功能。单片机通过初始化设置,使其能自动的发出PWM 脉冲波,只有在改变占空比的时候CPU 才干预。控制电路的设计主要为单片机的最小系统,其中包括时钟电路,复位电路以及输入输出端口。
时钟电路是指就单片机内部每个部件要想协调一致地工作,必须在统一口令—时钟信号的控制下工作。单片机工作所需要的时钟信号有两种产生方式,即内部时钟方式和外部时钟方式。单片机内部有一个构成振荡器的增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端,这个放大器与作为反馈元件的片外晶振一起构成自激振荡器。在图3-1中,电容C1和C2取30pf ,晶体的振荡频率取11.0592MHZ ,晶体振荡频率高,则系统的时钟频率也高,单片机运行速度也就快。
图3-1 晶振电路图
复位电路是指单片机在启动时都需要复位,使CPU 及系统部件处于确定的初始状态,并从初始状态开始工作。单片机的复位信号从RST 引脚接入到芯片的施密特触发器中。当单片机系统处于正常工作状态,且振荡器稳定后,在每个机器周期都要对RST 引脚的状态进行采样。当外部通过按键手动复位时,单片机内部数据均变成初始状态。如图3-2所示。
图3-2 复位电路图
输入输出端口是指根据单片机所要实现的功能而与外部进行数据交换的通道,此部分电路依据系统的不同功能而有不同的连接方法,具体依功能而定。本设计中单片机主要用到的I/O接口如表所示。
表3-1 主要I/O接口连接方式
晶振电路、复位电路以及电源统称为单片机最小系统,其电路图如图3-3所示。
图3-3 单片机最小系统
3.2隔离电路的设计
隔离电路主要作用是防止因电源短路而在电路中产生的电流过大,与单片机直接相连是可能会烧毁单片机而加的保护性电路。正常工作情况下通电后电流经限流电阻通过发光二极管使其导通发光,若电源故障或短路,根据发光二极管的单向导电性,阻止了电流对其他各部分电路的损害。其电路图如下图3-4所示。电阻起限流左右。电阻阻值为510Ω。
图3-4 隔离电路原理图
3.3 红外测速部分电路的设计
红外测速部分,电阻R17用来限制发射二极管的电流。发射管的电流大则发射功率大,但不能超过它的极限电流,它的极限输入正向电流为50mA 。原理图如图3-5。
图3-5 红外测速部分电路原理图
U3为红外对射管,其中左侧为红外发射二极管,电机的不同转速会影响右侧的接收,接收到红外时二极管导通会使两个二极管的电路内的电流变化,当电流变化时,会通过Q6的基极,当接收到信号时,Q6会导通,当接收不到信号时,回路中没有电流,Q6断开,Q6的导通与断开形成了连续的脉冲,电机的转速不同,Q6所形成的脉冲的频率不同,单片机根据输送的脉冲的频率的不同根据C 语言算法可以测出不同的速度,通过显示电路显示。
3.4 驱动电路设计
通过调节直流电机的电压可以改变电机的转速,但是一般我们设计的电源大都是固定的电压,而且模拟可调电源不易于单片机控制,数字可调电源设计麻烦。所以这里用脉宽调制(PWM )来实现调速。方波的有效电压跟电压幅值和占空比有关,我们可以通过改变占空比实现改变有效电压。一般用软件模拟PWM 可以有延时和定时两种方法,延时方法占用大量的CPU ,所以这里采用定时方法。
在实际电路板焊接操作中,为了使电路板美观、走线方便并正常实现预定功能,我采用了L293D 芯片来控制电机PWM 输入,该芯片采用16引脚DIP 封装,其内部集成了双极型H-桥电路,所有的开量都做成n 型。这种双极型脉冲调宽方式具有很多优点,如电流连续,电机可四角限运行,电机停止时有微振电流,起到“动力润滑”作用,消除正反向时的静摩擦死区,低速平稳性好等。L293D 通过内部逻辑生成使能信号,使能信号可以用于脉宽调整(PWM )。另外,L293D 将2个H-桥电路集成到1片芯片上,这就意味着用1片芯片可以同时控制2个电机。每1个电机需要3个控制信号EN12、IN1、IN2,其中EN12是使能信号。选用一路PWM 连接EN12引脚,通过调整PWM 的占空比可以调整电机的转速。
L293D 的引脚功能如下:
P1:控制M1电机PWM1输入引脚。
D1:控制M1电机转向输入引脚。
P2:控制M2电机PWM2输入引脚。
D2:控制M2电机转向输入引脚。
GND :电源地接口。
5V :逻辑电源+5V接口。
VC :输入电机驱动电压接口。
GND : 电源地接口。
M1+:M1电机驱动输出引脚正极。
M1-:M1电机驱动输出引脚负极。
M2+:M2电机驱动输出引脚正极。
M2-:M2电机驱动输出引脚负极。
L293D 芯片与直流电机连接电路原理图如图
3-6所示:
图3-6 驱动电路原理图
3.5 显示电路设计
3.5.1 显示电路方案选择
方案一:采用LCD 液晶显示
采用1602液晶显示,可以显示数字还可以形象的显示字母,能显示相关词组,还能实现单片机编程控制。1602液晶体积较小,工作亮度可调。但1602编程相对繁琐,需要独有的液晶取模软件来实现,且造价相对较高。
方案二:采用八段LED 数码管
采用八段LED 数码管进行速度的测量值的显示,省电且易编程、操作和控制都比较简单容易。而且八段LED 数码管成本低廉,使用方便,集成到四位一体的八段LED 数码管还可以采用动态显示的方法完成多位数据显示,省时省力。但八段LED 数码管在硬件连接时占用I/O口多。
方案论证的结果:根据系统预期完成的要求,显示部分只做数据的实时显示,从成本方面考虑选择八段LED 数码管即可,故选择方案二。
3.5.2 动态显示概述
LED 数码管是一种半导体发光器件,其基本单元是发光二极管,通过对其不同的管脚输入相对的电流,会使其发亮,从而显示出数字。可以显示:时间、日期、距离等可以用数字代替的参数。 数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示);按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管;按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳极数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳极数码管在应用时应将公共极COM 接到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。
动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp" 的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM 增加位选通控制电路,通过由各自独立的I/O线控制,当单片机的P0口输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码,但究竟是那个数码管会显示出字形,取决于单片机对P2.0-P2.3位选通COM 端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM 端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。
在本设计中采用的四位八段数码管,用动态驱动来显示测量的值,如图
3-7所示。
图3-7 显示电路原理图
第4章 软件系统设计与分析
4.1 软件总体设计分析
设计中当单片机上电后,单片机处于上电复位状态,内部所有定时/计数器清零。软件部分设计的总体思路如图4-1所示。在单片机上电后,首先对单片机内部进行初始化,包括所采用的中断方式,占用的I/O口,定时/计数器的设置等。
图4-1 软件系统设计总体流程图
对单片机初始化完成后定义变量,这些变量是指在单片机内部做数据运算时的必要数据,变量被定义后,根据其定义的位置,它的作用范围也随之确定。对于PWM 的初始化主要是指控制方波高电平产生的时间,时间的长短受被要求转速限制,即受调节电机高电平作用的占空比限制。通过与转子连接的叶轮在若干秒内所测得出的脉冲数,计算出电机此时平均每秒转的圈数,从而计算出转速,转速越快,占空比越大,反之,转速越慢,占空比越小。当占空比达到软件内部规定的档位时,保持当前转速,直到有按键按下时执行对应操作。
4.2按键控制软件设计分析
图4-2 按键控制软件设计流程图
图4-2是PWM 按键控制框图,硬件中有4个按键分别是加速键、减速键、正反转控制键以及复位键。当加速键按下时,电机开始转动,加速键每按下一次,占空比会相应的增加一定值,同时电机开始加速。根据PI 的调节转速会稳定在设定值的附近。当减速键按下时,设定值会相应的减小,电机的转速会减小,同样根据PI 的调节转速会稳定在设定值的附近。按下复位键时,启动中断,单片机复位。
4.3 直流电机PWM 控制软件分析
电机控制部分在软件中所用的变量如表4-1。这部分软件主要通过switch 选择语句实现。调速档通过加减速档固定占空比,即相应档位相应改变高电平持续时间PWM-ON 的值,以实现调速档位的变换。而要实现按键加速,按键减速。每次按键加速键时,PWM-ON 占空比会相应的增加,按减速键时占空比相应的减少,加速和减速通过占空比的大小来控制电机的转速。
表4-1 使用变量定义表
电机加速部分软件设计流程,主要由switch (num )选择语句完成,通过赋予PWM-ON 不同值(即不同的占空比)实现档位调换。其中规定PWM 周期T 为10ms ,加速时占空比档位定义为10%、40%以及最高转速100%。加速部分软件设计流程如图4-3所示
图4-3 加速部分软件流程图
电机减速部分软件设计流程同加速部分相同,依旧由switch (num )选择语句完成,通过赋予PWM-ON 不同值(即不同的占空比)实现档位调换。减速时占空比档位定义为40%、10%以及直流电机停止时占空比0%。减速部分软件设计流程如图4-4所示。
电机正反转部分软件设计流程,主要是通过判别正反转标志位Flat 实现,控制电机正反转的信号由51单片机的P1.3、P1.4引脚提供,产生的信号在软件中变量名正转为PWM1,反转为PWM2,这两个引脚产生的信号作用于芯片L293D 的电机转向控制接口,从而控制电机的转动方向。正反转控制软件设计流程图如图4-5所示。
图4-5 电机正反转部分软件设计流程图
4.4 PID控制器
4.4.1 PID控制的原理
PID 控制即比例(Proportional )、积分(Integrating )、微分(Differentiation )控制。在PID 控制系统中,完成PID 控制规律的部分称为PID 控制器。它是一种线形控制器,用输出y(t)和给定量r(t)之间的误差的时间函数e(t)=r(t)-y(t)。在实际应用中,可以根据受控对象的特性和控制的性能要求,灵活地采用不同的控制组合,
比例(P )控制器u (t ) =K p *e (t ) (4-1)
u (t ) =K p [e (t ) +比例+积分(PI )控制器,1
T i ⎰e (t ) dt ] (4-2) 0t
1u (t ) =K p [e (t ) +⎰e (t ) dt +T d de (t ) dt ] (4-3) 比例+积分+微分(PID )控制器:T i 0
式中,Kp 为比例运算放大系数,Ti 为积分时间,Td 为微分时间。 t
4.4.2 PID参数分析
通过使用MATLAB 软件中SIMULINK 的系统仿真功能对PID 算法进行仿真,现将结果作以下概括。
比例调节作用:是按比例反映系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差,属于“即时”型调节控制。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降甚至造成系统的不稳定。
积分调节作用:使系统消除静态误差,提高无误差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无误差,积分调节停止,积分调节输出一常值,属于“历史积累”型调节控制。积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti ,Ti 越小,积分作用就越强。反之Ti 大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI 调节器或PID 调节器。
微分调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差的变化趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,以被微分调节作用消除,因此属于“超前或未来”型调节控制。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适的情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,
微分反映的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD 或PID 控制器。
4.4.3数字PID 算法
在单片机数字控制系统中,PID 控制算法是通过单片机程序来实现的。对于数字信号处理,不论是积分还是微分,只能用数值计算去逼近。当采样周期相当短时,用求和代替积分,用差商来代替微商,使PID 算法离散化,将描述连续时间PID 算法的微积分方程,变为描述离散时间PID 算法的差分方程。其算法变换如下。
控制量:u (t ) ≈u (kT ) (4-4)
e (t ) ≈e (kT ) 比例→比例:(4-5)
积分→求和:(4-6) ⎰e (t ) dt =∑Te (iT ) 0i =0t k
de (t ) e (k ) -e (k -1) = (4-7) dt T
T u (k ) =K p [e (k ) +T I ∑e (i ) +T D i =0
k k e (k ) -e (k -1) ] T
=K p e (k ) +K I ∑e (i ) +K D [e (k ) -e (k -1)] (4-8)
i =0
式中,K p 为比例系数,K I =K P
采样周期。 T T 为积分系数,K D =K P D 为微分系数。T 为T T I
上式PID 算法为非递推形式称为全量算法。为了求和,必须将系统偏差的全部过去值e(j)(j=0,1,2„„) 值都存储起来。这种算法得出了控制量的全量输出u(k),是控制量的绝对数值。在控制系统中,这种控制量决定了执行机构的的位置,比如,在本设计电机控制系统中,这种算法的输出对应了相应的速度值。因此,人们将这种算法称为“位置PID 算法”。
除了“位置PID 算法”以外,常见的还有增量式PID 控制算法。当执行机构需要的不是控制量的绝对值,而是控制量的增量(例如去驱动步进电动机)时,需要用PID “增量算法”。此算法可由“位置PID 算法”求出。
综合两种算法,本设计是产生一个PWM 信号去控制直流电机,PWM 信号的高电平持续时间对应的控制量是一个绝对值,而不是一个控制量的增量。但是如果
采用“位置PID 算法”则需要考虑控制量的基值u0, 即Kp=0时的控制量,而直接用增量式PID 算法只能计算出控制量的增量。所以,设计中,先采用增量式控制控制算法计算出控制量的增量,然后加上上一次的控制量即可以得到本次的控制量,本系统的PID 算法是以增量式算法实现“位置PID 算法”的结果,使控制得到简化、容易实现。
4.5 PID算法的实现
4.5.1 PID控制C 语言实现
要编写一个已知算法的单片机程序,首先要考虑的就是数据的结构和存储方式了。因为它直接影响到系统的控制精度,以及PID 算法的实现质量。本系统之所以专门采用一片单片机来实现PID 算法,就是因为从一开始的设计思路就是尽可能高的提高系统的控制精度。要提高系统的控制精度,在计算过程中仅取整数或定点小数是不够的,所以本设计采用三字节浮点数运算。对于AT89S52单片机而言,有足够的内存去存储和处理这些数据。另外,为了使程序的参数修改方便,更易于应用到其他PID 控制系统中去,在一开始的参数赋值程序中,参数是以十进制BCD 码浮点数存储的,参数赋值完成后接着就是对参数进行二进制浮点数的归一化处理,以及复合参数的计算。这些工作在系统启动后迅速就完成了,之后PID 控制器只进行PID 核心控制算法的计算。由于本系统采用的是单级调速, 所以当PID 控制算法的输出结果的值为负数时就将其清另零了,当大于系统饱和值时,赋值为饱和值。
4.5.2 PID算法的改进
抑制PID 算法的“饱和”作用,通常有两种方法。一种算法是遇限削弱积分法,其基本思想是:一旦控制变量进入饱和区,将只执行削弱积分项的运算而停止进行增大积分项的运算。具体地说,在计算数值时将判断上一时刻的控制量的值是否已超出限制范围,如果已超出,那么将根据偏差的符号,判断系统输出是否在超调区域,由此决定是否将相应偏差计入积分项。
另一种算法是积分分离法。减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。第一种修正方法是一开始就积分,但进入限制范围后即停止累积。后者介绍的积分分离法正好与其相反,它在开始时不进行积分,直到偏差达到一定的阀值后才进行积分累计。这样一方面防止了一开始有过大的控制量,另一方面即使进入饱和后,因积分累积小,也能较快退出,减少了超调。
由于本系统的控制对象是一个具有惯性或称其为滞后特性的直流电机,一方面要求控制要尽可能高的反映速度,另一方面也要尽可能减少超调。因此,积分分离法比较适合本系统。
综合上面关于PID 算法的研究,已经得出一个针对本系统的PID 算法——“增量式积分分离PID 控制算法”。在此控制算法中,误差较大时采用的是PD 算法控制。
在PID 控制器的实现过程中,发现不同的电机除了惯性不同外,还有一个参数不容忽略,那就是电机在转动过程中的摩擦力。由于摩擦力总是阻碍电机转动,所以相当于额外的给控制量对应的电动机转矩加了一不定量的负转矩。如果PID 的输出的控制增量对应的转矩为正,则会抵消一部分增量,但如果PID 输出的控制增量对应的转矩为负,则会助长这一增量。如此以来,如果电机在加速过程中使用和减速过程中同样的PID 参数,就有可能出现加速欠调,减速超调的情况。实验中,也证明了这一分析的正确性。 解决这一问题的方法是利用微分项的校正作用,在电机加速状态,和减速状态采用不同的微分系数,即在不同的时段采用不同的微分系数, 其中加速时微分系数为Kd1, 减速时微分系数为Kd2。这样系统的控制算法就成为“变系数增量式积分分离控制算法”了。
第5章 系统调试
5.1静态调试
在集成电路芯片未插入插座之前,反复检查焊接电路板各部分连线是否正确,尤其要确认所有电源线是否和地线相连,以及各集成芯片除必须与电源相连的引脚外无其它引脚与电源线相连,在作出上述确认之后方可把芯片分批插入插座通电,以避免大面积毁坏芯片,当插入芯片通电5分钟后,没有明显的过热和电源过负荷,便可转入动态调试。
5.2 程序下载
在对系统测试之前,首先保证单片机最小系统工作正常,将单片机最小系统下载程序测试。编写二极管闪烁程序,用来测试最小系统是否工作。如果下载成功并能够点亮二极管,二极管以设定的频率闪烁,则说明最小系统工作正常,否则需要检查硬件电路,保证最小系统稳定工作。
在软件下载时,需要利用AT-ISP 下载软件将程序烧写进入单片机。在下载的过程中,保证电源供电正常。打开ISP 软件后,选择单片机型号,设置计算机使用的COM 口,然后设置下载最高波特率为9600,选择源程序文件后,点击下载。此时对系统上电,该软件就会将选择的文件烧录进单片机。如果烧写失败或者连接失败,则要查看单片机型号是否正确,波特率设置是否正确。如果软件设置正确,则要检查硬件电路和芯片。程序下载界面如图
5-1所示。
图5-1烧录界面
经测试,本设计最小系统工作稳定,能够正常下载程序并稳定运行。
5.3人机接口的调试
5.3.1 显示部分
将八段LED 数码管安装在电路板上,检查连线无误后接通电源。首先对数码管进行简单的检查操作,往单片机里面写入简单的测试程序,如果数码管显示正常,则说明硬件电路和软件都没有问题。经过测试,当写入四位LED 数码管全亮程序时显示正常,说明显示程序没有问题。
5.3.2 按键部分
在显示部分调试成功之后,就可以开始按键部分的调试了,通常先编写一个键功能程序,如按1键让LED 全显示1,按2键让LED 全显示2等, 如果不能正确显示,则先检查硬件部分的连线,在检查软件部分。如果这个程序调试成功,再分配键具体功能,也是一个键一个键的调,最后联调直到成功。
一般来说,在编写键盘程序的时候要注意两个问题,一个是消除键抖动问题,另一个是双键或多键的问题。消除键抖动,通常用软件延时来处理,其方法是:再判断有键按下后,软件延时一段时间后,再判断是否有键按下,如果有键按下说明确有一个键按下,否则做去抖动处理。至于多键或双键的处理,可这样处理:若读到的键值经分析后判断是多键按下,那么视此次按键操作无效,延时一段时间再去读键值,直到读到的键值经分析确认是单键为止,键盘调试成功。
5.4 测量部分的调试
测量电路的调试主要分为硬件部分和软件部分:硬件电路的调试比较简单,上电后给系统输入脉冲信号,用示波器观察测量电路各点的波形,如果在哪一点波形不正常,则检查该点周围各点的波形,从而判断出故障的原因或是元件参数不合适,排除故障或重新设计。
如果硬件电路没什么问题了,要进行软件调试,可以先把测量部分有关的程序分成几块,如计算模块,有关的中断模块等,分别对这些模块进行调试,调试中可以用一些测试程序来检测各软件模块的正确性。最后进行联调,直至系统能正确且实时的显示测量的频率为止。经实验运行表明, 该设计系统具有测量精度高、工作稳定性好、成本低廉等优点。
5.5 PID参数的整定
测试过程中,首先对P 参数进行设置,将I 和D 设置为0,这样在整个运算中只有P 在起作用,从小到大,逐渐增大P 参数,从实时转速中,可以很直观的看到P 增大对控制效果的影响。在P 增大的过程中,速度控制响应时间和控制效果存在着很大的差异。当P 较小时,系统的稳态误差较大,调整时间较长,但是超调量小。随着P 的增大,稳态的误差减小,调节时间也减少,超调量逐渐增大。当P 较大时,系统会直接失调,电机直接全速运转。在进行了大量的实验后,根据电机运转的最优状态,确定了最合适的P 参数。P 参数对系统静态误差影响较大,我配合I ,最终将误差控制在理想的范围内。
在PID 控制中,D 参数对系统的影响也非常大,有着重要的作用。D 参数主要是对误差进行微分,相当于按一定的周期对速度变化求取加速度。微分控制可以提前预测速度的变化,能够感知速度变化的趋势,从而提前做出控制策略,有利于加快速度控制的效果,缩短调整时间。D 参数的大小并不好确定,我只有根据实际的测试进行了调整,将D 在保证系统稳定的条件下尽量增大。
算法中的I 参数主要是影响系统的稳态误差。积分的作用是将连续的误差进行累积,直到误差为零。在微分计算公式中,将从程序开始执行的误差进行相加,理论上可以消除误差的存在。在本系统中,速度控制很难达到绝对的无误差,一味的追求无误差也是没有意义的。加上I 参数调整时非常的复杂,很难判断效果如何,故在调试I 参数的时候只是将其加入,系数设置较小。通过对PID 参数的整定,我们最终确定了速度控制的参数。
在实际测试中发现电机转速测量值比预计的值要大,这里的原因主要是程序中语句导致的延时。这个设计的几大模块比较明确,在编写程序时,我选择先编写出每一个模块,让每一个模块实现其基本的功能,然后再逐步合并模块,来实现设计的要求。在编写程序的过程中遇到了一些问题,通过解决这些问题,我也有了一些收获。PWM 模块不需要很多的语句去描述,只要理解了它的工作原理,而且要实际测量转速与单片机I/O口置1的关系,才能得出正确的调速语句。
结 论
51系列单片机功能强大,方便今后的功能扩展。本文所述的直流电机闭环调速系统是以低价位的单片微机AT89S52为核心的,而通过单片机来实现电机调整又有多种途径,由于PWM 软件方法来实现的调速具有更大的灵活性和更低的成本,它能够充分发挥单片机的效能,对简易速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。而在软件方面,采用PID 算法来确定闭环控制的补偿量也是数字电路组成的直流电机闭环调速系统所不能及的。单片机的压力大大减小,程序中有充足的时间进行闭环控制的测控和计算,使得软件的运行更为合理可靠。本次设计我通过各种方案的讨论及尝试,再经过多次的整体软硬件结合调试,不断地对系统进行优化。用AT89S52单片机作为直流电机调速系统的控制核心,利用红外对射传感器测量直流电机的转速,控制直流电机的转动速度,用PWM 调速方式控制直流电机转动的速度,以及停止转动,采用PI 自动调节速度至预先设定的速度。整个系统的电路逻辑结构简单,可靠性能高,实现功能强。在设计中牵涉到很多自己不熟悉的知识, 同时明白对电动机控制不是一个简单的电子控制问题,它涉及很多方面的知识,相信该系统能使直流电机转速系统的实时监控,简化控制逻辑系统更加完善,而且本系统成本低廉、功能完整、抗干扰性能好。能成功应用于直流电机转速调节、监控、保护场合。
本次设计使我懂得有好的理论不代表能高效的用在实践上,只有通过自己的理解并付诸实践才能掌握, 遇到困难时要虚心学习,更要靠自己去努力解决。因为以后没有人会像在学校的老师这样给予我们无私的帮助,只有独自完成。而且答案可能不只有一种,有了解决的方案时要考虑还有没有其他方案更简便,想得到好的结果,就要反复推敲和实践,想解决问题就必须要能专研,吃苦,有耐心、勤奋、与人团结合作等综合素质。
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致 谢
这次毕业设计,凝结了很多人的心血,在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助,我将无法顺利完成这次设计。
首先,我要特别感谢孟老师对我的悉心指导,在毕业设计期间孟老师指导我、帮助我收集文献资料,理清设计思路,完善操作方法,并对我所做的设计提出有效的改进方案。孟老师渊博的知识、严谨的作风、诲人不倦的态度和学术上精益求精的精神让我受益终生。作为一个本科生的毕业设计,由于经验的匮乏,难免有许多考虑不周全的地方,如果没有导师的督促指导,想要完成这个设计是难以想象的。多亏了孟老师的无私的帮助。
其次,学校在这方面也给我们提供了很大的支持和帮助,学校领导比较重视,每个设计小组配有专门的指导老师,帮助我们能顺利完成整个设计。对于学校和老师为我的毕业设计所提供的极大帮助和关心,在此我致以衷心的感谢!
最后,还要感谢同学四年来对我的关心与支持,感谢各位老师在学习期间对我的严格要求。同时也要感谢身边朋友的热心帮助,没有你们的关心与支持,我不可能这么快完成我的毕业设计。这几个月的岁月是我学生生涯中最有价值的一段时光,也将会成为我以后永远的美好的回忆,在这里有治学严谨而不失亲切的老师,也有互相帮助情同骨肉的同学,更有和谐、融洽的学习生活氛围,这里将是我永远向往的地方。借此论文之际,我想向所有人表达我的最诚挚的谢意,愿我们将来都越来越好。