1. 研究目的与意义
无刷直流电机控制系统是一种新型的调速系统，具有良好的运行、控制及经济性能，调速方便（可无级调速），调速范围宽，低速性能好（起动转矩大，起动电流小），运行平稳，噪音低，效率高，维修方便，有着巨大的发展潜力。其中无刷直流电机是利用电子换相替代机械换相和电刷，既具有直刷电动机良好的调速性能，又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点，在众多领域中得到广泛的应用，应用场合从工业到民用极其广泛。如汽车、家用电器、智能家居、医疗器械、工业自动化设备、航空航天等领域。
随着社会生产力的发展，人们生活水平的提高，需要不断地开发各种新型电动机。科学技术的进步，新技术新材料的不断涌现，更促进了电动机产品的不断推陈出新。针对传统直流电动机的弊病，早在20世纪30年代，就有人开始研制以电子换向来代替电刷机械换向的无刷直流电动机，并取得了一定的成果。但由于当时大功率电力电子器件仅处于初级发展阶段，没能得到理想的电子换向的元器件。使得这种电动机只能停留在实验室研究阶段，而无法推广使用。1955年，美国d.harrison等人首次申请了应用晶体管换向代替电动机机械换向器的专利，这就是现代无刷直流电动机的雏形，标志着现代无刷直流电动机的诞生。但由于该电动机尚无起动转矩而不能产品化。而后又经过人们多年的努力，借助于霍尔原件来实现换向的无刷直流电动机终于在1962年问世，从而开创了无刷直流电动机产品化的新纪元。目前，无刷直流电机的应用越来越普遍，国内近年来在无刷直流电机的设计和控制方面有很多的研究。在我国，无刷直流电机的发展时间较短，但随着技术的日益成熟与完善也得到了迅猛的发展。我国直流无刷电机的研制工作始于二十世纪70年代初期，主要集中在一些科研所和高等院校。限于我国元器件水平及相关理论与实践相结合的程度还比较低，尤其是制造工艺和加工设备距国际水平差距较大，所以目前我国无刷电机综合水平仍低于国际水平，有待进一步的研究和开发。
综上所述,无刷直流电机应用广泛，有较好的市场前景。本课题拟采用plc为核心，运用pid控制，实现无刷直流电机的转速检测与脉宽调速。在本课题所进行的系统设计中，采用plc为系统的主控器件。之所以选择用plc来实现系统的控制思想，是因为plc具有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点。除上述优点外，plc具有超强的稳定性和长时间连续工作的能力，因而，plc是为工业生产过程控制化专业设计的控制装置，具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件，采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低。
2. 研究内容和预期目标
设计出一种控制灵敏、运行可靠的智能控制器对无刷直流电机调速系统实时监控，使其具有反应灵敏、调节准确、调速范围广等特点，确保其安全、有效地工作。本课题拟采用PLC为核心，运用PID控制，实现无刷直流电机的转速检测与脉宽调速。系统主要包括核心控制单元、数据检测电路、输出放大电路、触摸屏组态软件开发等。系统具有PID控制的优点，响应快，速度无超调，调速范围宽，可达1:10000，定位精度高，在不同的负载下具有较强的鲁棒性。
3. 研究的方法与步骤
（1）查询和上网搜索相关期刊论文，了解本系统的研究意义。
（2）通过查询得来的资料了解和分析该系统要做出哪些模块和需要实现一些什么功能。
（3）设计出大体上要做出的功能模块，并画出模块图。
4. 参考文献
[1] 吴志敏，阳胜峰.西门子plc与变频器、触摸屏综合应用教程.北京：中国电力出版社，2009
[2] 王阿根.plc控制程序精编108例.北京：电子工业出版社，2009
[3] 杨后州.西门子s7-200 plc编程速学与快速应用.北京：电子工业出版社，2010
5. 计划与进度安排
（1）2022.3.022022.3.16 查阅资料，撰写开题报告；
（2）2022.3.162022.4.13 硬件功能分析，熟悉plc和组态软件编程；
（3）2022.4.132022.5.20 设计电路原理图、开发本设计的测控程序和组态软件；
