文档介绍：A Thesis in Control Theory and Control Engineering

Design and Development of DC Motor Speed
Control System Based on ARM

By Shao Hui

Supervisor: Professor Guan Shouping

Northeastern University
June 2011
独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的
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的谢意。
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半年□一年□一年半□两年□
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-I-
东北大学硕士学位论文摘要
基于 ARM 的直流电机调速系统的设计与开发
摘要
随着嵌入式技术的不断发展,它在工业控制领域的应用也越来越受到人们的关注,
并发挥着重要的作用。其中,ARM 系列的处理器由于各种优点,是近年来在嵌入式系
统方面最具有影响力的微处理器。调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛
的伺服系统之一。由于近年来微电子和电力电子技术突飞猛进的发展使得直流调速控制
系统朝着数字化、模块化的方向发展,乃至实现全数字化的直流调速控制系统。研究与
开发以 ARM 为核心的直流伺服电机控制系统是直流伺服电机控制方面的一个较新的领
域,也是直流伺服电机控制发展趋势之一。因此,本文设计开发基于 ARM 的直流电机调
速系统,为 ARM 在伺服技术中的进一步应用提供了验证。
本系统以 ARM 处理器为控制器,包括人机交互界面,直流电机组及其驱动模块,
负载及其驱动模块等部分。ARM 控制器通过 A/D 采集转速得到误差信号,然后在一定
算法运算后,通过 D/A 转换控制直流电动机,从而达到控制转速的目的。另外,ARM
控制器还可以通过 D/A 转换来设定负载,便于研究直流电机调速系统在不同负载下的静
态和动态特性。
论文首先给出了总体设计方案;然后进行硬件设计,包括 ARM 处理器及其基本电
路、直流电动机及其驱动电路,直流测速发电机及其采样电路,负载模块及其驱动电路
等。在系统硬件搭建完成后,进行了软件设计,主要包括 Linux 系统移植,Yaffs2 文件
系统移植、硬件设备驱动移植、人机交互界面设计开发,并且进行数字控制器的研究与
设计,采用了较为先进的单神经元 PID 控制算法。

关键词:ARM 处理器、Linux 系统、设备驱动、人机交互界面、数字控制器

-II-
东北大学硕士学位论文 Abstract
Design and Development of DC Motor Speed Control System
Based On ARM
Abstract
With the continuous development of embedded technology, its application in the field of
industrial control gets more and more attention, and plays an important role. Because of a
variety of advantages in embedded systems, ARM processor es the most influential of
the microprocessor in recent years. Speed control system is one of most which are widely
used in the automatic control system. Because the