技术研发ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ［３］王乘，等．Ｖｅｇａ实时三维视景仿真技术．华中科技大学出版社，２００５．基于单片机ＡＴ８９Ｃ５１的［４］ＭｕｌｔｉＧｅｎ—Ｐａｒａｄｉｇｍ，Ｉｎｃ．ＶｅｇａＰｒｉｍｅＯｐｔｉｏｎｓＧｕｉｄｅ（Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０），Ｄａｌｌａｓ：ＭｕｌｔｉＧｅｎ直流电机ＰＷＭ调速系统ＰａｒａｄｉｇｍＩｎｃ，２００５赵鸿图［５］ＭｕｌｔｉＧｅｎ－Ｐａｒａｄｉｇｍ，Ｉｎｃ．ＶｅｇａＰｒｉｍｅＤｅｓｋＴｏｐ．（河南理工大学计算机学院）（Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０，Ｄａｌｌａｓ：ＭｕｌｔｉＧｅｎＰａｒａｄｉｇｍ摘要：文章设计了以单片机ＡＴ８９Ｃ５１和Ｌ２９８控制的Ｉｎｃ，２００５直流电机脉宽调制（ＰＷＭ）调速系统。主要介绍了用单片［６］ＭｕｌｔｉＧｅｎ－Ｐａｒａｄｉｇｍ，Ｉｎｃ．ＶｅｇａＰｒｉｍｅＰｒｏｇｒａｍｅｒ’Ｓ机软件实现ＰＷＭ调整电机转速的基本方法，给出了程序流Ｇｕｉｄｅ．（Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０），Ｄａｌｌａｓ：ＭｕｌｔｉＧｅｎ程图、ＫｅｉＩＣ５ｌ程序以及Ｐｒｏｔｅｕｓ的仿真结果。硬件电路ＰａｒａｄｉｇｍＩｎｃ，２００５实现了对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制，以及ＰＷＭ的占空比在四位ＬＥＤ上的实时显示。作者简介关键词：单片移ＬＡＴ８９Ｃ５１；脉宽调制：直流电机；ＬＥＤ显示余洋（１９８４．１１一），男（汉族），安徽省毫州市人，硕士，学生，中国科学技术大学，电路与系统，主要研究方向：视景仿真。ＰＷＭＲｅｇｕｌａｔｉｎｇＳｐｅｅｄＳｙｓｔｅｍｏｆＤＣＭｏｔｏｒＢａｓｅｄｏｒｌＡＴ８９Ｃ５１ｈ＾ｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏＩＩｅｒ傅忠谦（１９６０．９一），男（汉族），安徽省滁州市人，副教授，硕士研究生导师，中国科学技术大学，主要研究方ＺｈａｏＨｏｎｇｔｕ向：复杂系统与复杂网络、系统仿真研究。（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）基金项目：Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｋｉｎｄｏｆｓｐｅｅｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆ中科院三期创新项目（ＫＧｃｘ３一Ｓ１ｎｊＩ『一４０７－０３－１０）ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＰＷＭ）ｆｏｒＤＣｍｏｔｏｒｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡＴ８９Ｃ５１ａｎｄＬ２９８ｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｈｅｂａｓｉｃｍｅｔｈｏｄｓｏｆＰＷＭｒｅｇｕｌａｔｉｎｇＤＣｍｏｔｏｒｓｐｅｅｄａｒｅｅｘｐｌａｉｎｅｄ．ＰｒｏｇｒａｍｓｉｎＫｅｉｌＣ５１，ｐｒｏｇｒａｍｆｌｏｗｃｈａｒｔａｎｄａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｉｎＰｒｏｔｅｕｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｃｌｏｃｋｗｉｓｅａｎｄａｎｔｉｃｌｏｃｋｗｉｓｅｒｏｔａｔｉｏｎ，■ｑｕｉｃｋｓｔｏｐ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒａｒｅａｃｈｉｅｖｅｄｉｎｈａｒｄｃｉｒｃｕｉｔ．ＰＷＭｄｕｔｙｃｙｃｌｅｓａｒｅｓｈｏｗｎｏｎｆｏｕｒＬＥＤｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｉｎｇｌｅＣｈｉｐＭｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡＴ８９Ｃ５１；ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ＤＣＭｏｔｏｒ；ＬＥＤＤｉｓｐｌａｙ０．引言在实际应用中，电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，一是要具有较高的能量转换效率；二是应能根据生产工艺的要求调整转速。电动机的调速性能如何对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。因此，调速技术一直是研究的热点。直流电机由于具有速度控制容易，启动制动性能良好，且能在宽范围内平滑调速等特点而在电力、冶金、机械制造等工业部门中得到广泛应用。直流电动机转速的控制方法可分为两类：励磁控制法与电枢电压控制法。励磁控制法控制磁通，其控制功率虽然小但低速时受到磁饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制，而且由于励磁线圈电感较大动态响应较差。所以常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法。传统的改变端电压的方法是通过调节电阻来实现的，但这种调压方法效率低。随着电力电子技术的发展。创造了许多新的电枢电压控制方法。其中脉宽调制（Ｐｕｌｓｅ ＂——技术研发ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩＩＩＩＩ————————Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＰＷＭ）是常用的一种调速方法。其基本原理是用改变电机电枢电压的接通和断开的时间比（即占空比）来控制马达的速度，在脉宽调速系统中当电机通电时，其速度增加，电机断电时其速度降低。只要按照一定的规律改变通断电的时间，就可使电机的速度保持在一稳定值上［１］。Ｗｉｄｔｈ越大，电机转动越快。电机的平均速度等于在一定的占空比下电机的最大速度乘以占空比［３Ｊ。当我们改变占空比时，就可以得到不同的电机平均速度，从而达到调速的目的。精确地讲，平均速度与占空比并不是严格的线性关系，在一般的应用中，可以将其近似地看成线性关系。１．２电机驱动模块Ｌ２９８是由达林顿管组成的双Ｈ桥高电压大电流集成ＰｗＭ电路［４】。ＰＷＭ电路由四个大功率晶体管组成的Ｈ桥电路构成，四个晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制达林顿管使之工作在开关状态，根据调整输入脉冲的占空比，精确调整电动机转速。这种电路由于管子工作只在饱合和截止状态下，效率非常高。Ｈ型电路使实现转速和方向的控制简单化，且电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的ＰＷＭ调速技术。Ｌ２９８内部的每个Ｈ桥的下侧桥臂晶体管发射极连在一起，其输出脚（ＳＥＮＳＥＡ和ＳＥＮＳＥＢ）用来连接电阻检测电流。Ｖｓｓ接逻辑控制的电源。Ｖｓ为电动机驱动电源。ＩＮｌ一ＩＮ４输入引脚为标准ＴＴＬ逻辑电平信号，用来控制Ｈ桥的开与关即实现电机的正反转，ＥＮＡ、ＥＮＢ引脚则为使能控制端，用来输入ＰＷＭ信号实现电机调速。Ｉ．３显示模块用四位共阴ＬＥＤ数码管实时显示ＰＷＭ的占空比。以单片机ＡＴ８９Ｃ５１的ＰＯ口做八位数据线，要求外接上拉电阻。以Ｐ２．０一Ｐ２．３做数码管的控制端。１．４运行方式设置模块运行方式的设置由Ｐｌ口外接按键来完成。判断按键是否按下的方法是：首先置Ｐ１口为高电平；然后从Ｐ１．０开始到Ｐ１．４为止，逐个检测引脚的电平，如果某引脚为低电平表示该键按下，此时需做相应的处理实现按键功能，如果引脚为高电平则不做处理。２．软件设计直接应用ＡＴ８９Ｃ５１的软件方法实现ＰＷＭ信号输出，这比硬件实现ＰＷＭ信号成本低、限制少、实现便捷。其流程图如图３所示１．ＰＷＭ电机调速总体设计设计方案主要包括四个模块：单片机控制模块、Ｌ２９８电机驱动模块、占空比显示模块、运行方式设置模块。总体设计框图如图１所示。运行方式设兄．．．—、监片４机控佑Ⅱ—刊麟＝＝＝爿Ｌ驱２９动８模电块］ｄｔ模块模块图１直流电机控制示意图１．１单片机控制模块单片机控制模块结构图如图２所示。图２单片机控制模块这里利用定时计数器让单片机Ｐ３口的Ｐ３．０、Ｐ３．１引脚输出占空比不同的方波，然后经驱动芯片Ｌ２９８放大后控制直流电机。驱动芯片的输入电压是两引脚的电压差，在调速时一根引脚线为低电平，另一个引脚产生调速方波，这样两个引脚的电压差就可通过控制其中一个引脚来控制。当需要改变电机转动方向时，两个引脚的输出相反。定时计数器若干时间（比如Ｏ．１ｍｓ）中断一次，就使Ｐ３．０Ｐ或Ｐ３．１产生一个高电平或低电平。直流电机的速度分为１００个等级，因此一个周期就有１００个脉冲，周期为１００个脉冲的时间。速度等级对应一个周期的高电平脉冲的个数。占空比为高电平脉冲个数占一个周期总脉冲个数的百分数。一个周期加在电机两端的电压为脉冲高电压乘以占空比［２ｊ。占空比越大，加在电机两端的电压（ａ）主程序流程图 技术研发ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ开始ｃａｓｅ■＼丫／／人■＼、ｒ／—人■＼、ｒ／／／＼＼Ｙ设置为正电压关系ｃｌｃｋｗｓ：Ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ（）：ｂｒｅａｋ：／／正转ａｎｔｃｌｃｋｗｓ：Ａｎｔｉｃｌｏｃｋｗｉｓｅ（）：ｂｒｅａｋ：／／反转ｃａｓｅｍｔｓｔｐ：ＭｏｔｏｒＳｔｏｐ０；ｂｒｅａｋ：／／急停ｃａｓｅｓｐｄｐ：ＳｐｅｅｄＵｐ０：ｂｒｅａｋ；／／加速ｃａｓｅｓｐｄｗｎ：ＳｐｅｅｄＤｏｗｎ０：ｂｒｅａｋ；／／减速ｃａｓｅ）Ｙ设置为负电压关系））ｗｈｉｌｅ（（Ｐｌ＆Ｏｘｌｆ）！＝Ｏｘｌｆ）：）／／／主函数Ｉｌｌｖｏｉｄｍａｉｎ（ｖｏｉｄ）ＹＸ■、、／／／‘＼ＩＮＹ（ＴＭＯＤ＝ＯｘＯＩ：／／定时器０设为１６位定时ＴＨＯ＝（６５５３６一ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈ）／２５６：ＴＬＯ＝（６５５３６一ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈ）％２５６：ＥＡ＝Ｉ：／／开ＣＰＵ中断ＥＴＯ＝Ｉ：／／开ＴＯ中断ＴＲＯ＝Ｉ：／／启动定时器Ｔ０ｗｈｉｌｅ（１）｛ＬｅｄＳｈｏｗ０：／／数码管显示ｋｅｙｓｃａｎ０：／／按键扫描）Ｙ终止（ｂ）按键扫描程序流程图）３．仿真结果在Ｐｒｏｔｅｕｓ下建立仿真原理图，在ＫｅｉｌｕＶｉｓｉｏｎ３下编制并编译Ｃ语言程序［５ｊ，把生成的ｈｅｘ文件装入单片机，就可以进行仿真。部分仿真结果如图４所示（ｃ）中断程序流程图图３程序流程图ｖｏｉｄ主要程序如下：ｋｅｙｓｃａｎ（）／／按键扫描程序ｋｅｙｄｏｗｎｋｄｗｎ：｛ｅｎｕｍＰｌ＝Ｏｘｆｆ：ｉｆ（（Ｐｌ＆Ｏｘｌｆ）！＝Ｏｘｌｆ）【ｄｅｌａｙ（１０００）：／／延时ｌＯｍｓ，消抖ｉｆ（（Ｐｌ＆Ｏｘｌｆ）！＝Ｏｘｌｆ）｛ｋｄｗｎ＝Ｐｌ＆Ｏｘｌｆ：ｓｗｉｔｃｈ（ｋｄｗｎ）４．硬件实现依照所设计的电路图制作硬件电路，用烧写器向单片机中烧写在ＫｅｉｌＩｌＶｉｓｉｏｎ３下生成的ｈｅｘ文件，调试电路，可实现所设计的功能。５．结束语本文所设计的ＰＷＭ直流电机调速系统经过适当调整可以应用在不同场合，并且有很大的扩展空间。比如可以（ 技术研发Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１＇一ＩＩＲｅｓｅａｒｃｈＩ—■■—■———■■■■■——■■—■■■■——●■■■●■■■■■■■—●加霍尔芯片来测量电机的转速以研究电机转速与电压脉冲的关系，也可以外部输入温度信号通过单片机判定后来控制电机的转动等。参考文献［１］［美］ＷａｌｔｅｒＮ．Ａｌｅｒｉｃｈ，ＳｔｅｐｈｅｎＬ．Ｈｅｒｍａｎ著，姜明，温照方译．电机与控制（第７版）．北京：高等教育出版社，２００６．［２］Ｂａｒｒ，Ｍｉｃｈａｅｌ．ＰｕｌｓｅＥｍｂｅｄｄｅｄＳｙｓｔｅｍｓ２００１，１０３－１０４．ＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ．基于分数阶傅立叶变换的改进ＣＳ算法李进彭虎程琴琴（中国科学技术大学电子科学与技术系）摘要：线频调变标（ｃｓ）算法是合成孔径雷达（ｓＡＲ）中经典的成像方法，它使用Ｆｏｕｒｉｅｒ变换对回波信号进行匹配滤波而实现成像。因为Ｆｏｕｒｉｅｒ变换下的匹配滤波没有考虑ｃｈｉｒｐ信号频率和时间之间的线性关系，故没有发挥ｃｈｉｒｐ信号的潜在性能。为了更有效利用ｃｈｉｒｐ信号时频关系，改进成像分辨率，本文引入分数阶傅立叶变换的方法，提出并分析了基于分数阶Ｆｏｕｒｉｅｒ变换的线频调变标算法（ＦｒＣＳ）。对机载ＳＡＲ系统的仿真结果表明，ＦｒＣＳ算法提高了信噪比，有更好的聚焦性，改善了主旁瓣比。结论是，ＦｒＣＳ算法与传统的基于Ｆｏｕｒｉｅｒ变换的ＣＳ算法相比有更优越的性能。关键词：线频调变标算法：分数阶傅立叶变换：合成孔径雷达：高分辨率ＡｎＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ［３］李维军韩小刚李晋，基于单片机用软件实现直流电机ＰＷＭ调速系统【Ｊ］．机电一体化，２００４，１０（５），４９—５１．［４］Ｌ２９８ＤＵＡＬＦＵＬＬ—ＢＲＩＤＧＥｈｔｔｐ：｛｝删．ｉｃｐｄｆ．ｃｏｓ／ｐｄｆ／Ｌ２９８。ｈｔｍＤＲＩＶＥＲ．［ＥＢ／ＯＬ］．［５］马忠梅，籍顺心等．单片机的Ｃ语言应用程序设计（第４版）⑩．北京：北京航天航空大学出版社，２００７．作者简介赵鸿图（１９６５一），男，汉族，河南理工大学计算机学院，讲师，主要研究方向为嵌人式系统，计算机通信．ＩｍｐｒｏｖｅｄＣｈｉｒｐＳｃａｌｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍＢａｓｅｄｏｎＦｒａｃｔｉｏｎａＩＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍＬｉＪｉｎＰｅｎｇＨｕＣｈｅｎｇＯｉｎｑｉｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＡｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｃｈｉｒｐｓｃａｌｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，眦）ａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｈｅＳｙｎｔｈｅｔｉｃｉｍａｇｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈＩⅡｉｎＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ（ＳＡＲ），ｗｈｉｃｈｕｓｅｓＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍｔｏｆｉｌｔｅｒｉｎｇｉｍａｇｉｎｇｆｒｏｍｒｅｃｅｉｐｔｓｉｇｎａｌｓ．Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｍａｔｃｈｆｉｌｔｅｒｉｎｇｄｏｅｓｎ’ｔｃｏｎｓｉｄｅｒｔｈｅ１ｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｔｉｍｅｇｅｔｍａｔｃｈｏｆ一ｂｅｃｈｉｒｐｓ，ｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｈｉｐｓｃａｎ’ｔｔｈｅｒｅｌｅａｓｅｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｂｅｒｔｅｒｕｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｉｍｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｉｍａｇｉｎｇｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｗｅｄｅｒｉｖｅａｎｄｄｉＳＣＵＳＳｔｈｅｆｒａｃｔｉｏｎａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｃｈｉｒｐｓｃａｌｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＦｒＣＳＡ）．ａｉｒｂｏｒｎｅｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍＳＡＲｓｙｓｔｅｍｓｓｈｏｗＦｒＣＳＡｏｆｆｅｒｓｅｎｈａｎｃｅｄｓｉｇｎａｌ—ｔｏ—ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏｎ，ｂｅｔｔｅｒｆｏｃｕｓｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ，ａｎｄｇｒｅａｔｅｒＳｉｄｅ－ｌｏｂｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｉｏｎ，ｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｎｅｅｄｆｏｒａｎｙａｒｅｅｘｔｒａｆｏｃｕｓｉｎｇｎｅｅｄｅｄｂｙｔｈｅｏｒｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｗｈｉｃｈｃｌａｓｓｉｃａｌＦＦＴ－ｂａｓｅｄＣＳＡ．ＳｏｗｅｈａｓｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｆｌｃｅＦｒＦＴ，ｔｈａｎｃｏｎｃｌｕｄｅｔｈａｔＦｒＣＳＡｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣＳＡ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｈｉｒｐｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｃａｌｉｎｇ，ＳＡＲ，ｈｉｇｈ０．引言自二战结束以后，雷达成像技术发展迅速。传统的雷达成像算法有距离一多普勒（Ｒ～Ｄ：Ｒａｎｇｅ—Ｄｏｐｐｌｅｒ）算法，线频调变标（ＣＳ：ＣｈｉｒｐＳｃａｌｉｎｇ）算法等。经典的ＣＳ算法，因为良好的聚焦能力和简单的解决方案备受关注，并且算法只需要快速傅立叶变换和复数相乘而不需要任何的插值。ＣＳ算法使用了一些近似，以尽可能的满 基于单片机AT89C51的直流电机PWM调速系统
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
赵鸿图， Zhao Hongtu河南理工大学计算机学院电子技术
ELECTRONIC TECHNOLOGY2008，45(10)0次
1.Walter N.Alerich.Stephen L.Herman.姜明.温照方 电机与控制 20062.Barr,Michael Pulse Width Modulation 2001
3.李维军.韩小刚.李晋 基于单片机用软件实现直流电机PwM调速系统[期刊论文]-机电一体化 2004(05)4.L298 DUAL FULL-BRIDGE DRIVER
5.马忠梅.籍顺心 单片机的c语言应用程序设计 2007
1.学位论文 吴浩 滑差电牵引采煤机平衡控制系统 2001
滑差电牵引采煤机是一种新型采煤机.目前其调速方式还是传统的转速、电流双闭环直流调速系统.该文在总结其优点的基础上,提出了以单片机AT89C51为核心的全数字控制系统方案.系统的主回路采用的是直流脉宽调制变换器.在控制方式上,用软件编程来实现数字PID调节,由此产生PWM信号,通过集成驱动电路TF1202,控制电力晶体管的通断.系统还充分利用单片机强大的数据处理能力,完成了信号采集、状态显示、参数设定、故障保护等辅助功能.另外还注意了可靠性、抗干扰性设计.最后通过仿真对系统进行了分析,并通过实验加以验证.
2.期刊论文 梁春英.郑子华.杨桂芳.王熙.李爱传 基于PID算法的变量施肥控制系统设计 -黑龙江八一农垦大学学报2006,18(4)
本变量施肥自动控制系统,可实现由DGPS定位、GIS确定的地块施肥量,通过PID算法结合了单片机控制和农业机械,将自动控制理论贯穿于整个系统,实现了机电一体化.单片机AT89C51通过RS232接口将上位机的给定施肥量等级与反馈等级比较得到差值,单片机中的增量PID算法子程序改变占空比,从而调节输出控制电压调节电机的转速来改变无级变速器的传动比,来改变排肥轮的转速,调节施肥量.
3.学位论文 梁春英 变量施肥自动控制系统设计研究 2005
精准农业是现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新成就的基础上发展起来的一种重要的现代农业生产形式，是一个综合性很强的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。
我国化肥施用的突出问题是结构不合理，利用率低。据估计，全国每年因盲目使用浪费化肥约100万吨，折合人民币5亿元。加之由于长期大量施用单质化肥，土壤板结，地下水污染，农产品品质下降，未被作物吸收利用的氮素向大气挥发、向水体淋溶，不仅浪费了资源、增加了农业生产成本。 为了减少农业生产中的盲目投入，节约成本，增加产量，提高农资利用率，减少环境污染，阻止生态环境进一步恶化，提出了一种新思想，其含义是按照田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度地优化使用各项农业投入(化肥、农药、水、种子和其它方面的投入量)，以获取最高产量和最大经济效益，同时减少化学物质使用，保护农业生态环境，保护土地等农业资源。其中，变量施肥要求能根据不同地区、不同土壤类型以及土壤中各种养分的盈亏情况，作物类别和产量水平，将N、P、K和多种可促进作物生长的微量元素与有机肥加以科学配方，从而做到有目的施肥，既可减少因过量施肥造成的环境污染和农产品质量下降，又可降低成本，这就要求有科学合理的施肥方式和具有自动控制的精准施肥机械。
变量施肥控制系统由Ag132型GPS接收机、400MHZ无线数传接收机、触摸液晶屏工控计算机、变量施肥控制软件、变量控制驱动器、电控无级变速器、6行大豆精密播种机等组成。
2002年10月对精准农业示范基地友谊农场五分场二队的二号地土壤采样，共计采样138点，送到黑龙江八一农垦大学检测中心进行土壤化验，化验的结果为变量施肥提供了依据。
精准农业技术示范试验基地采用DGPS定位系统，使用自行设计的Ag132型GPS接收机与计算机串行数据通信软件，通过计算机标准串行RS-232接口获得GPS接收机的定位信息，并记录了GPS接收机的定位信息。
变量施肥软件完成与DGPS的通信，每隔一秒接收一组DGPS定位信息(经度、纬度、高程)，利用DGPS测量试验地块的坐标，做出地块的形状，将地块划分为网格，对每个网格编号，变量施肥数据库中存放着每个网格的施肥量，当机车行驶某个网格，工控机会找到该网格的施肥量并输出，施肥的变量范围±30％。
调速系统由脉宽调制输出电路、位移反馈电路、上下位机通信电路、无级变速机构、执行电机组成。单片机AT89C51通过RS232接口将上位机的给定施肥量等级与反馈等级比较得到差值，单片机中的增量PID算法子程序改变占空比，从而调节输出控制电压调节电机的转速来改变无级变速器的传动比，来改变排肥轮的转速，调节施肥量。
采用MATLAB编程，根据对象在临界振荡时响应曲线的参数，利用ZIEGLER-NicholsN.B对PID控制器的参数进行整定，确定所需要的控制器参数。 利用MATLAB/Simulink建立系统框图和仿真环境，对无PID控制系统和PID控制系统进行仿真和比较，由响应曲线可以看出PID控制减小了系统的超调量，缩短了调整时间。
系统的试验研究分了四个步骤，第一步对系统的硬件电路的调试和单片机程序的调试，包括单片机与外围电路的接口调试；控制信号与电枢电压关系试验；电枢电压与电机转速、反馈级别与传动比关系试验。第二步变量控制系统的变量施肥试验，机车在场上静止，工控机输出不同的施肥级别，用布袋接六个排肥口的施肥，用天平称量，做出施肥级别与施肥量的关系曲线。第三步机车在田间作业时的变量施肥试验，机车在田间行进，工控机输出不同的施肥级别，用布袋接六个排肥口的施肥，用天平称量，做出指令与施肥量的关系曲线，并计算施肥误差。
第四步变量施肥网格试验，机车行进到由GPS定位的某一网格时进行施肥试验，数据卡记录下经度、纬度、设定施肥量、施肥级别。
通过试验研究得到以下结论：1、本试验研究的变量施肥自动控制系统，可实现由DGPS定位、GIS确定的地块施肥量的控制，该系统结合了单片机控制和农业机械，将自动控制理论贯穿于整个系统，实现了机电一体化。
2、变量施肥控制系统控制施肥范围120kg/hm2-226kg/hm2，划分为0-100之间的100级，变量范围是±28.9％。克服了传统施肥方式，一块地施肥比例完全相同，盲目施肥的弊端。
3、PID控制提高了系统的型别，使系统从有差系统改进为无差系统，提高了系统的稳态性能指标。PID控制算法缩短了调整时间，减小了超调量，改
善了系统的动态性能指标。
4、脉宽调制电路的控制电压与电机电枢电压呈线性变化趋势，试验波形比较理想，有时波形会有毛刺，电机电枢电压与电机转速非线性。
5、农具场上标定试验中，从施肥指令与电机转速关系可以看出，施肥指令与电枢电压基本上是线性变化趋势，施肥指令与电机转速呈非线性变化规律。
4.期刊论文 梁玉红.黄晓林.Liang.Yuhong.Huang.Xiaolin 基于SA8282的三相逆变电源的研制 -微计算机信息2006,22(29)
介绍由单片机和SA8282研制的三相逆变电源.给出了系统总体构成和主电路设计,介绍了SPWM产生器SA8282的结构特性和工作原理,SA8282全数字操作、工作方式灵活、频率范围宽、精度高功能强,可实现系统的智能化设计.文中详细介绍了采用单片机AT89C51和SPWM产生器SA8282组成系统控制器的软硬件设计,实现了逆变电源输出电压闭环控制.实验表明,由SA8282为控制芯片的逆变电源结构简单、输出波形好、性能稳定可靠,适合于中、小功率的应用场合.
5.学位论文 李玲娟 多细分二相混合式步进电机驱动器的研制 2007
论文分析了混合式步进电动机的工作原理和运行特性。采用简化的磁网络模型，推导了建立二相混合式步进电机数学模型的关系式。并对步进电机的多种驱动技术进行了详细的研究，着重分析和论述了正弦脉宽调制细分驱动技术。文中对整个系统的结构、硬件电路设计及驱动软件编程进行了研究和实现，并给出了系统性能实验结果。
步进电机的使用离不开步进电机驱动器，驱动器的优劣影响着步进电机的运行性能。传统的驱动方式侧重于使步进电机绕组电流以尽可能短的时间上升到额定值，以提高电机高速运行时的转矩，一般步距角较大，且造成低速运行时的振动和噪声加大。针对此问题，开发出一种新型的基于单片机的多细分二相混合式步进电机驱动器。该驱动器以二相混合式步进电动机的静态和动态运行特性为出发点，主要分为数字控制部分、GAL片逻辑综合信号处理单元、SG3525恒流控制电路、驱动功放电路、过流保护及反馈电路和系统供电电源模块等。采用专用集成芯片和可编程逻辑器件，以8位单片机
AT89C51为控制核心，实现恒流控制、正／反转运行、过流保护和多档位细分等功能。在器件选型和软、硬件设计方面兼顾了性能与成本等因素，性价比较高且通用性强。
该驱动器样机已完成制作并进行了联调测试，文中给出了测试结果并对所测波形进行了分析。实验结果表明，系统硬件和软件设计合理可行，各项技术指标均达到了设计要求。它与混合式步进电动机配套可以明显地改善步进电动机的运行性能，拓宽其应用领域。
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