1. 研究目的与意义
随着科技的不断进步与发展，电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。
本文讨论了利用模糊控制技术设计的单片机模糊速度控制系统，证明该系统比传统的PID速度控制系统精度高、速度快。对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个方面，而在工业生产中对于后两个要求已能很好地实现，但工程应用中稳速指标却往往不能达到预期的效果，稳速要求即以一定的精度在所需要的转速稳定运行，在各种干扰不允许有过大的转速波动。稳速很难达到要求原因在于数字直流调速装置中的PID调节器对被控对象及其负载参数变化适应能力差。直流电机的数学模型很容易得到，这使得经典控制理论在己知被控对象的传递函数才能进行设计的前提得到满足，大部分数字直流调速控制器就是建立在此基础上的。然而，在实际的传动系统中，电机本身的参数和拖动负载的参数并不如模型那样一成不变，尤其对于中小型电机，在某些应用场合随工况而变化;同时，直流电机本身是一个非线性的被控对象，许多拖动负载含有弹性或间隙等非线性因素，因此，被控对象的参数变化与非线性特性，使得线性常参数PID调节器顾此失彼，不能使系统在各种工况下都能保持设计时的性能指标，往往使得控制系统的鲁棒性差，特别是对于模型参数大范围变化且具有较强非线性环节的系统，常规PID调节器难以满足高精度、快响应的控制要求，常常不能有效克服负载、模型参数的大范围变化以及非线性因素的影响。在工程上，这种控制器就很有可能满足不了生产的需求，如:轧钢工业同轴控制系统、回转窑传动装置、轧辊磨床拖板电控系统等都需要在生产过程中保持稳定的转速要求，而生产负载参数却是随着工况变化的。模糊控制不要求被控对象的精确模型且适应性强，为了克服常规数字直流调速装置的缺点，可将模糊控制与PID调节器结合，形成fuzzy-PID复合控制方案，设计能在负载、模型参数的大范围变化以及非线性因素的影响下均可以满足控制稳定转速精度要求的直流电机控制器。
2. 研究内容和预期目标
设计一个基于模糊控制技术的直流电机调速控制系统，实现直流电机在指定要求情况下的转速及转矩的精确控制；该系统应包括：电机运行状态检定单元（包括转速及转矩传感器等）、单片机模糊pid控制单元、电机驱动执行单元、lcd或者数码显示单元；完成的功能：转矩、转速、电压、电流的数据采集、显示、运算处理、按需要控制输出量；
预期目标：
（1）能够实现系统整体的基本功能。
3. 研究的方法与步骤
图1是基于基于模糊pid的直流调速系统设计要实现的功能的大体框架，基于单片机外，我们微处理器还要有电机运行状态检定单元、单片机模糊pid控制单元、电机驱动执行单元、led或是数码管显示单元，输入信号给定电压和转速直接输进微处理器，键盘和扭矩通过模数转换接入，通过驱动电路输出给直流电机工作，还有数码管显示转速以及转矩，同时也设计了报警的功能，实现整个系统的基本运行。
图2表示该系统的基本功能，输入给定信号给微处理器，利用ad转化让可调定位器把模拟电量转化成数字量，键盘输入起到控制直流的转速，同时定位器也可以直接控制电机的转速。输出部分led显示测量到的直流电机转速，也可以控制电机的运转方向，采取模糊pid控制法进行电机的调速，当转速达到一定数值时采取报警功能。
4. 参考文献
[1] 拉希德，陈建业，杨德刚.电力电子技术手册[m].北京：机械工业出版社，2004.6
[2] 王兆安，黄俊.电力电子技术[m].北京：机械工业出版社，2002.1
[3] c8051f040混合信号isp flash.微控制器数据手册.新华龙电子有限公司.2004.12.
5. 计划与进度安排
（1）2017.2.20—2017.3.19查阅资料，撰写开题报告；
（2）2017.3.20—2017.4.9硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令及编程言；
（3）2017.4.10—2017.4.23设计电路原理图、编制应用程序；
