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PAGE1基于直流电机的精确定位系统设计摘要为达到某医疗控制系统安全、快速、精确定位的技术要求，并保证系统的稳定和可靠性，专门采用内部资源丰富的MSP430F149为主控芯片，配合使用高性能带有光电编码器的直流电机。从数字式直流电机定位系统的数学模型出发，选取电流，和电机转速作为反馈信号，采用PWM调制作为系统的输出信号，控制电机的转速，形成一个双闭环反馈直流脉宽调速系统。并以工程控制中广泛应用的PI算法作为系统的核心控制方案，从而实现系统的高速，精确定位。关键字：MSP430F149；直流电机；光电编码器；PWM；PI控制
DesignofprecisePositingsystemBasedonDCmotorAbstractInordertokeepanmedicalcontrolsystemoperatingsafely,fastly,positionaccurately,andensurethestabilityandreliability,wespecificallyusetheinternalresourcesMSP430F149asthemainchip,inconjunctionwithhigh-performanceDCmotorwithopticalencoder.Baseonthemathematicalmodelofthedigitaldcmotorpositioningsystem,wechoosethecurrentandthemotorspeedasfeedbacksignals,usingthePWMasthesystemoutputsignal,formingadoubleclosedloopfeedbackspeedregulationsystemtocontrolthemotorspeed.Inordertorealizethesystemofthighspeedandaccuratelocation,weusetheextensiveapplicationinproject—thePIalgorithmastheCorecontroltheory.Keywords:MSP430F149;DCmotor;PI;Doubleclosedloop
目录1引言11.1开发背景11.2选题的目的与意义12系统的设计方法研究22.1执行电机的选择22.1.1伺服电机32.1.2步进电机42.1.3综述52.2位置和速度传感器的选择62.2.1光电编码器62.2.2霍耳式传感器82.3直流定位系统的数学模型分析82.3.1直流电机调速方法概述82.3.2转速、电流双闭环直流调速系统103硬件电路设计133.1直流电机精确定位系统总体方案设计133.2MSP430F149单片机系统133.3隔离与驱动电路143.3.1隔离单元模块143.3.2电机驱动模块153.3.3过流保护模块163.4反馈电路173.4.1速度检测电路173.4.2电流反馈电路184控制软件设计184.1总体程序模块184.2控制算法模块195结束语20主要参考文献21致谢22PAGE1
引言
表1:控制用电机定位控制性能比较控制用电机优点缺点步进电机（开环控制）驱动控制电路简单；可靠性高、维护容易动作慢；振动大、效率低DC伺服电机驱动控制电路不太复杂，效率高，动作快碳刷需要保护步进电机（闭环控制）驱动控制电路比无刷DC伺服电机简单；响应速度快；保养容易效率稍低无刷DC伺服电机（AC伺服电机）响应速度与DC伺服电机一样快；可靠性高；效率高因控制电路复杂，价格稍贵
图2:绝对式编码器码盘2）增量式编码器增量式编码器是指随转轴的码盘给出一系列的脉冲，然后根据旋转方向用计数器对这些脉冲进行计数，以此算出转过的角位移量。增量式光电编码器的结构示意图如图3所示。图3:增量式编码器结构
(公式1)
图11:MSP430F149内部结构3.3隔离与驱动电路3.3.1隔离单元模块为防止电机驱动单元对电机控制单元的干扰，必须在两者之间加上隔离电路，来防止干扰。因为电机驱动单元需要大电流，而控制单元为数字信号，如果不加入隔离单元，会影响到控制模块的正常工作。目前最常用的隔离模块为光耦隔离模块，利用光信号的具有很好的抗电磁干扰特性，起到很好的隔离作用。由于MSP430F149产生的PWM信号的频率较高，因此采用高速光耦合器TLP521-1.由图12所知TLP521-1的输入端为高电平时，对应的输出端为低电平。因此为了保证MSP430F149的输出的PWM的极性，在TLP521-1的输出端接一个反相器，同时也起到整形信号防止输出去信号畸变的作用。
图12:光耦隔离模块3.3.2电机驱动模块电机驱动模块采用专业的芯片LMD18200，LMD18200是美国国家半导体公司(NS)推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件。同一芯片上集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件，它将4个DMOS管构成的H桥及其控制逻辑电路均包含在1个11脚的T-220封装中,与由分立元件构成的桥式驱动电路相比,LMD18200构成的驱动电路结构简化,性能更加可靠。LMD18200可采用2种不同类型的PWM信号,本系统的PWM信号分别由方向信号和幅值信号组成,幅值由PWM信号的占空比决定,零脉冲时代表零电压。在实际使用时,脚3接方向信号输入,脚5接PWM信号,脚6接停止信号,LMD18200外形结构如图13所示，内部电路框图如图14所示，LMD18200的控制信号工作原理如表3所示。
图13:LMD18200外部结构图图14:LMD18200内部结构
表3:LMD18200的控制信号与电机转动状态
致谢通过这次毕业设计，锻炼了自己思考问题，分析问题和解决问题的能力，以及动手能力。论文期间一直受到XXX老师的关心与支持，在许多知识层面上给予了我许多帮助与教诲。老师严谨认真的治学态度，实事求是的科学精神给我留下了深刻的印象。在毕业设计过程中，我碰到很多困难，霍老师总是不断地启发和鼓舞。他对学生严格要求的认真态度，使我受益匪浅，激励我在今后的学习和工作中不断进取。在此谨向XXX表示深切的谢意和诚挚的敬意。光阴荏苒，四年的青春年华短暂而又绚烂，我们一起携手走来，四年的学习和生活给我留下许多美好的回忆，在此谨向所有关心和帮助过我的老师和同学们致以深深的谢意！
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泓域咨询/光学晶体项目评价分析报告
光学晶体项目评价分析报告xxx（集团）有限公司
报告说明根据谨慎财务估算，项目总投资8933.38万元，其中：建设投资7010.63万元，占项目总投资的78.48%；建设期利息90.92万元，占项目总投资的1.02%；流动资金1831.83万元，占项目总投资的20.51%。项目正常运营每年营业收入20300.00万元，综合总成本费用17356.92万元，净利润2143.58万元，财务内部收益率16.44%，财务净现值890.81万元，全部投资回收期6.20年。本期项目具有较强的财务盈利能力，其财务净现值良好，投资回收期合理。光学晶体(opticalcrystal)用作光学介质材料的晶体材料。主要用于制作紫外和红外区域窗口、透镜和棱镜。按晶体结构分为单晶和多晶。由于单晶材料具有高的晶体完整性和光透过率，以及低的输入损耗，因此常用的光学晶体以单晶为主。本报告基于可信的公开资料，参考行业研究模型，旨在对项目进行合理的逻辑分析研究。本报告仅作为投资参考或作为参考范文模板用途。
行业发展分析光学材料是用于光学实验和光学仪器中的具有一定光学性质和功能的材料的统称。目前，光学材料的种类多达几十种：无色光学玻璃和有色光学玻璃，红外光学材料，光学晶体，光学石英玻璃，人造光学石英晶体，微晶玻璃，光学塑料，光学纤维，滤光片，航空有机玻璃，乳白漫射玻璃以及有关液体材料等。其中光学玻璃在成像元件中使用得最多。由于现代光学工业同电子工业、信息技术、通信技术的紧密结合,光电子技术、光子技术、电子工业技术在光学制造上的应用，突破了在光学元件和光学加工行业中的传统观念，目前，非球面、衍射光学元件、用超高精密薄膜技术加工的WDM波分复用器件、用新一代光刻设备制造的超高精度光学元件等主导着新一代光学元件的主流。