当今时代,我们的日常生活之所以能井然有序的运行主要依赖于对电机的广泛应用。据统计,现实生活中大约有90%的动力来源于电机。其中,直流电机以其稳定、高效、控制电路简单、启动转矩大、调速范围广等优势得到了广泛的应用。随着“互联网+”国家战略的逐步实施,WiFi通讯技术必将成为未来工业控制的主流。因为WiFi技术能够与有线网络实现无缝连接,可以实现远程控制,并且其还具有安全、稳定、可靠、传输速度快、覆盖范围广、价格低廉、能在复杂、恶劣的工业环境稳定运行的优点。通过WiFi技术,可以实现手机等无线WiFi设备对控制系统的实时监控与设置,这极大地方便了控制人员的操作,节约了控制系统的硬件成本。由于难以建立直流电机的精确模型,并且其参数还经常发生变化,所以使用常规PID控制器很难得到理想的控制效果。因此本设计采用基于改进遗传算法的PID控制算法来实现对电机的控制。因为遗传算法对要优化的问题并没有太多数学方面的要求,并且其还具有易于与其它算法相结合、全局搜索能力强、随机性强等优势。但是与此同时基本的遗传算法还具有搜索速度较慢、局部搜索能力弱、容易陷入早熟收敛的劣势。因此为了使算法能满足电机控制系统快速、准确的要求,本设计对基本遗传算法提出了四点改进,分别为对种群选择的改进、个体适应度值缩放、交叉算子和变异算子的自适应调整和保留优良个体策略。经过仿真验证,基于改进遗传算法的PID控制算法相比于经验PID算法,各方面性能指标都有大幅提高。在本设计中,无线WiFi控制器的核心部分主要由C8051F120微控制器、CP2200以太网接口芯片和USR-WIFI232-GRS232转WiFi模块组成。在此基础上,外围设备还包括电源模块、串口通讯模块、以太网通讯模块、在线调试模块、数字输入输出模块、模拟量输入输出模块等。控制器硬件设备搭建完成后,还要通过软件设计使得硬件电路的各个模块驱动起来。本文设计的控制系统的执行机构采用可控硅,检测机构采用霍尔传感器及相关电路,被控对象选用直流电机。本设计中,上位机分为两部分,第一部分是在PC端应用GUI设计的控制与监控界面,该界面不仅可以调用底层的MATLAB程序来对电机进行基于改进遗传算法的PID控制,还可以在控制界面对底层的MATLAB程序进行配置。PC端上位机充分利用了MATLAB的超强计算能力,使控制系统具有良好的实时性。第二部分是在手持WiFi设备端设计基于Android系统的控制与监控界面。该界面可以手动输入IP地址和端口号,所以可通过WiFi连接控制系统内的任意一台电机,并可实现对该电机转速的监控和设置。将手持WiFi设备应用到电机控制系统中,不仅可以方便工程人员对现场电机运行情况的监控与控制,并且还可以大幅的节约成本。本设计之所以选择Android系统作为上位机系统是因为Android现已发展成为了最主流的操作系统,已占据了超过80%的市场份额。并且基于Android系统的设备具有运行稳定和价格便宜的优势。最后针对已完成的软硬件设计,本文进行了半实物仿真。通过仿真结果可以看出,本文设计的基于手持WiFi设备的电机控制系统具有良好的控制性能指标,基本上可以满足工业控制的要求。