原创 用PROTEUS仿真研究直流马达特性

在学习电机控制之前，当然要对控制对象-直流电机的特性要有所了解才行。严格说来电机本身就是一个相当复杂的对象，再加上传动系统更是复杂，而且普通人缺乏必要的仪器设备，难以对电机进行深入了解。幸运的是我们有Proteus这样优秀的仿真软件，在它的元件库中可以找到许多种类型的马达元件，从简单的直流马达到步进马达、伺服马达都有，为我们进行仿真研究提供了非常好的条件。

电机控制最重要的课题就是速度和位置的控制，我们先来研究一下直流马达的基本特性，这对掌握电机的控制方法是相当重要的。

马达一上电就开始旋转，转速从慢到高，直到转速不能再提高为止，这个过程在实际应用当中是经常见到的，但是马达的转速究竟是怎么变化的，和驱动电压、电机本身的特性、负载又有什么关系？这是需要研究的.....

在Proteus中驱动一个马达是很容易的，我们选取一个带编码器的马达来做试验，之所以用带编码器的，是因为我们需要用到编码器的输出信号来测量马达的转速。

编码器输出信号的详细说明在Help文件中可以找到。

双击马达元件，进入参数设置界面，把其中"Pulse Per Revolution"一项设置成60,即马达每旋转一周，编码器输出60个脉冲，这样做的好处下面就可以看到。

给Drive端子加高电平，马达就可以慢慢旋转起来，马达下面的绿色数字就是马达的转速，单位是rpm即"转/分钟",正负号表示顺时针转还是逆时针转。

这时候用一个频率计测量编码器输出脉冲，可以看到频率值正好和转速相同，因为我们设置了每转60个脉冲，频率值正好与每分钟的转数相当。

要了解马达的特性，这还不够，因为我们只看到了转速的快速变化却没法精确记录每时刻的速度值。在Proteus中也没有这种记录功能（谁找到了请告诉我）。这时候，单片机登场了…..

思路是这样的：用单片机做一个频率计，然后把每一秒钟的转速值记录下来（很容易，是吧？）然后通过串口把这些数据发出来! 我们得到这些数据就可以保存在数据文件中，进行事后分析了。这个方法听起来不错吧!

当然，更好的方法是用虚拟终端，因为很容易把数据Copy出来。

COPY之后，用编辑器新建一个文件，粘贴，然后保存为后缀为.csv的文件，用.csv后缀是因为我们要用Office EXCEL来处理数据

我这里做了一个简单的试验，看看马达的负载对马达加速的影响。首先把马达的负载率设为5%，然后加驱动电压，记录马达启动后每一秒的转速（也就是编码器输出脉冲的频率），共记录了100秒；之后，分别再设负载率为10%，20%，50%，做同样的记录。

整理所有数据到EXCEL中

做图表进行比较：

有兴趣的朋友可以和我一起研究学习，

电路图和程序在这：