PWM波調速原理及循跡小車調速方法

一、PWM和占空比的概念

①PWM：又稱脈衝寬度調製技術，是一種類比控制方式,PWM波形如下所示。

②占空比：指高電平在一個周期中所佔的比例。例如占空比為50%即高電平占整個周期時間的一半。

二、PWM定頻調速原理

在PWM調速系統中，一般可以採用定寬調頻、調寬調頻、定頻調寬3 種方法改變控制脈衝的占空比，但是前兩種方法在調速時改變了控制脈寬的周期，從而引起控制脈衝頻率的改變，當該頻率與系統的固有頻率接近時將會引起振蕩。為避免之，設計採用定頻調寬改變占空比的方法來調節直流電動機電樞兩端電壓。

定頻調速是在脈衝波形的頻率不變的前提下（脈衝波形的周期不變），通過改變一個周期波形中高電平的時間從而改變波形的占空比，從而改變平均電壓，調整電機的轉速。假定電機始終接通電源時，電機最大轉速為Vmax, 占空比為D = t /T, 則電機的平均速度Vd =D*Vmax, 由公式可知，當改變占空比D = t /T 時，就可以得到不同的電機平均速度Vd，從而達到調速的目的。如上圖所示，可調脈衝寬度指高電平的時間，恒定的脈衝周期是固定頻率。

三、PWM小車調速方法

對於單片機小車直流電機的調速，我們可以通過定時器設定定時初值，在中斷服務函數中對占空比進行調整，從而實現電機的轉速控制。舉個例子：

上圖中我們定義了一個PWM波形的周期為16ms，並把該脈衝波形分成32份（等同於32個高低電平構成一個周期波形），這樣每份電平的時間即為16ms/32 = 0.5ms。我們在定時器初始化時則定義初值為500（500us)，對應有TH0 = （65536 - 500）/256，

TL0 = （65536 - 500）%256。我們定義一個變數count來計算定時器進入中斷服務函數的次數，比如我們中斷了10次，在這10次中斷中我們設定對應的使能連接埠為高電平，在中斷次數大於10小於32時定義為低電平，這樣我們就完成了一個周期等於16ms的PWM波形的定義，其占空比為10/32，從而實現對電機轉速的控制。