数字控制PWM双闭环直流调速系统课程设计

运动控制课程设计-不可逆直流PWM双闭环调速系统运动控制课程设计-不可逆直流PWM双闭环调速系统一、设计背景和目的随着工业自动化的快速发展，运动控制系统的应用越来越广泛。

其中，不可逆直流PWM双闭环调速系统在许多场合具有重要作用。

本设计旨在加深对运动控制理论的理解，通过实际操作，掌握不可逆直流PWM双闭环调速系统的设计方法。

二、系统概述不可逆直流PWM双闭环调速系统主要包括电流反馈环和速度反馈环。

电流反馈环主要用于控制电流，速度反馈环则主要用于控制转速。

通过两个环路的协同作用，实现对电机转速的精确控制。

三、系统设计1.硬件设计本系统主要由功率电路、控制电路、检测电路和驱动电路组成。

功率电路包括PWM逆变器和整流器，用于实现直流电转换为交流电，并根据控制信号调节输出电压。

控制电路主要包括控制器和算法，用于实现对电流和转速的反馈控制。

检测电路包括电流检测和速度检测，用于实时监测电流和转速。

驱动电路包括PWM驱动器和H桥驱动器，用于驱动电机旋转。

2.软件设计本系统的软件部分主要包括电流控制环和速度控制环的实现。

电流控制环通过比较实际电流与设定电流的差值，运用PI（比例积分）控制算法调节PWM逆变器的输出电压，以实现对电流的精确控制。

速度控制环则通过比较实际速度与设定速度的差值，运用PI控制算法调节PWM驱动器的占空比，以实现对转速的精确控制。

两个环路之间采用串联连接，电流控制环作为速度控制环的内环，以实现对电流和转速的高效控制。

四、测试与分析1.测试方法为验证本系统的性能，需要进行电流控制环测试和速度控制环测试。

在电流控制环测试中，设定电流值，观察实际电流是否能够快速、准确地跟踪设定值。

在速度控制环测试中，设定转速值，观察实际转速是否能够快速、准确地跟踪设定值。

2.结果分析通过测试，可以发现本系统在电流控制环和速度控制环方面均具有较好的性能。

在电流控制环测试中，实际电流能够快速、准确地跟踪设定值，跟踪误差较小。

目录1 设计目的及意义 (3)2 工作原理 (9)2.1 双闭环直流调速系统的组成与原理92.2 双闭环直流调速系统的静特性分析112.3 双闭环直流调速系统的稳态结构图152.4 双闭环直流调速系统的数学模型 (17)2.5 调节器的具体设计 (17)2.6 速度环的设计 (22)2.7 双闭环直流调速系统仿真 (25)3 方案设计与论证 (28)4 系统硬件设计 (30)4.1 主电路 (30)4.2 控制电路 (31)4.3 驱动电路 (14)4.4 反馈和保护电路 (32)5 系统调试 (34)6 心得体会 (37)参考文献 (39)1设计目的及意义通过课程设计。

确定和掌握自动控制系统中主电路的结构形式和闭环调速系统的组成及工作原理，并掌握调速系统中各参数的计算方法。

能利用MATLAB对系统进行建模并仿真，并且通过仿真观察系统的转速、电流响应和设定参数变化的系统响应的影响1.1岩石磨片机是用于对切割后的岩石标本进行平面磨平、制取高精度岩石标本的矿用机械，岩石磨片机磨头上装有￠125金刚石磨轮，磨头自动前进磨削。

主要技术参数：磨轮规格：￠125×￠30×40m，磨削范围：≤7mm的载玻片，磨削动力头功率：0.55KW 3000转／分编程控制器：CNC控制器或者AT89S51单片机, 可编180段程序指令(不同的工作状态)5mm的载玻片磨到0.02-0.03mm大约需5分钟，且三片同时磨。

(整个磨片过程一键搞定，一组磨片结束后自动回到起始位置等待装片。

机械手夹具，无噪声)自动磨削，进给量：编程自动确定。

冷却：自来水冷却。

第二代岩矿薄片标本磨片机.高清触摸式平板电脑操作,磨片全程监控.设计参数简单方便直观.技术先进性能可靠.效率高零破损.精度可达0.002mm-0.0025mm.全面提升或替代CNC编程岩石标本安装在工作台上,工作时工作台带到标本运动，磨头高速旋转自动前进磨削。

双闭环直流调速系统的课程设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：自动控制原理课程设计——双闭环直流调速系统课程设计班级电气自动化二班姓名程传伦学号110101225指导教师张琦2013年6月10日目录摘要第1章系统方案设计1.1 任务分析1。

2 方案比较论证1.3 系统方案确定第2章系统主电路设计及参数计算2。

1 主电路结构设计与确定2.2 主电路器件选择与计算2.2.1 整流变压器的参数计算和选择2.2.2 整流元件晶闸管的选型2.3 电抗器的设计2.4 主电路保护电路的设计2.4.1 过压保护设计2。

4.2 过流保护设计第3章双闭环调节系统调节器的设计3.1 电流调节器的设计3.2转速调节器的设计小结心得体会参考文献摘要直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。

从控制的角度来看,直流调速还是交流拖动系统的基础。

该系统中设置了电流检测环节、电流调节器以及转速检测环节、转速调节器,构成了电流环和转速环,前者通过电流元件的反馈作用稳定电流，后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，最终消除转速偏差,从而使系统达到调节电流和转速的目的.该系统起动时,转速外环饱和不起作用，电流内环起主要作用，调节起动电流保持最大值，使转速线性变化,迅速达到给定值；稳态运行时,转速负反馈外环起主要作用，使转速随转速给定电压的变化而变化，电流内环跟随转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流.并通过Simulink进行系统的数学建模和系统仿真，分析双闭环直流调速系统的特性。

第1章系统方案设计1。

1 任务分析本课题所涉及的调速方案本质上是改变电枢电压调速。

该调速方法可以实现大范围平滑调速，是目前直流调速系统采用的主要调速方案.但电机的开环运行性能远远不能满足要求.按反馈控制原理组成转速闭环系统是减小或消除静态转速降落的有效途径。

数字控制PWM双闭环直流调速系统课程设计山东理工大学毕业设计课题：数字控制PWM的直流电机调速系统的课程设计姓名：嵇长发学号：***-*****88 班级：自动化1003班院校：电气与电子工程学院数字控制PWM的直流电机调速系统的课程设计一、课程设计的目的运用计算机控制技术对直流电机正反转运行进行控制，了解计算机控制的过程。

对计算机的原理和内部结构有一定的认识和了解，设计的过程包括系统设计方案的设计，硬件的选择和设计，控制软件的设计。

以便使我们对大学中所学的课程有一个更深的学习，使所有的课程综合在一起。

二、系统总体方案设计1数字控制双闭环直流PWM调速系统的原理采用转速、电流双闭环控制结构，在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级连接，即以转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出作为PWM的控制电压。

检测部分中，采用了霍尔片式电流检测装置（TA）对电流环进行检测，转速环则是采用了光电码盘进行检测。

（直流调速系统课本P122原理图两者结合码盘测速）2数字控制直流PWM调速系统的硬件结构接口电路单片机PWM控制驱动电路电动机显示器键盘光电编码器数字控制双闭环直流PWM调速系统硬件结构图（直流调速系统陈伯时编著课本P101）双闭环系统结构，采用微机控制；全数字电路，实现脉冲触发、转速给定和检测；采用数字PI算法。

由软件实现转速、电流调节系统由主电路、控制电路、给定电路、显示电路组成主电路：三相交流电源经不可控整流器变换为电压恒定的直流电源，再经过直流PWM变换器得到可调的直流电压，给直流电动机供电.主电路采用由达林顿管组成的H型PWM电路。

用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。

这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也极佳，是一种广泛采用的PWM调速技术。

双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计一、系统概述二、系统设计原理1.速度内环设计原理速度内环的目标是实现对电机转速的闭环控制。

通过测量电机输出轴速度和设定速度值之间的差异，根据PID控制算法计算出控制信号，通过控制器输出的脉宽PWM信号调节电机的输出转矩，从而实现对电机速度的控制。

2.电流外环设计原理电流外环的目标是实现对电机电流的闭环控制。

通过测量电机的电流和设定电流值之间的差异，根据PID控制算法计算出电流控制信号，通过控制器输出的脉宽PWM信号调节电机的电流，从而实现对电机电流的控制。

三、系统构建要素1.电机驱动模块：用于控制电机的转矩和速度，并提供脉宽PWM信号输出接口。

通常使用MOSFET或IGBT作为功率开关元件。

2.速度测量模块：用于测量电机输出轴的转速，通常采用霍尔元件或编码器。

3.电流测量模块：用于测量电机的电流。

通常通过电流传感器或全桥电流检测器实现。

4.控制器：对测量的速度和电流数据进行处理，根据PID控制算法计算出合适的脉宽PWM信号，控制电机的转速和电流。

5.信号调理模块：用于对控制信号进行滤波和放大，以保证信号的稳定性和合理性。

6.反馈回路：将测量得到的电机速度和电流数据反馈给控制器，以实现闭环控制。

7.电源模块：为整个系统提供稳定的电源。

四、系统工作流程1.控制器通过速度测量模块获取电机的实际速度，并与设定速度进行比较计算出速度误差。

2.控制器通过电流测量模块获取电机的实际电流，并与设定电流进行比较计算出电流误差。

3.将速度误差和电流误差作为输入，经过PID控制算法计算出合适的脉宽PWM信号。

4.控制器将计算得到的脉宽PWM信号通过信号调理模块进行滤波和放大，然后输出到电机驱动模块。

5.电机驱动模块根据脉宽PWM信号的占空比调节电机的输出转矩和电流。

6.通过反馈回路将电机的实际速度和电流信息返回给控制器。

7.根据反馈信息对速度误差和电流误差进行修正，进一步优化脉宽PWM信号的计算。

摘要本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。

文章中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。

此外，本文中还采用了芯片IR2112S作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块来完成了在主电路中对直流电机的控制。

另外，本系统中使用了光电编码器对直流电机的转速进行测量，经过滤波电路后，将测量值送到A/D转换器，并且最终作为反馈值输入到单片机进行PI运算，从而实现了对直流电机速度的控制。

在软件方面，文章中详细介绍了PI运算程序，单片机产生PWM波形的程序，初始化程序等的编写思路和具体的程序实现，M法数字测速及动态LED显示程序设计，A/D转换程序及动态扫描LED显示程序和故障检测程序及流程图。

关键词： PWM信号直流调速双闭环 PI调节前言本文主要研究了利用MCS-51系列单片机，通过PWM方式控制直流电机调速的方法。

冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

PWM控制技术就是以该结论为理论基础，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。

按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。

直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。

随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展。

到目前为止，已经出现了多种PWM控制技术。

PWM控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点。

1双闭环直流调速系统课程设计报告第一章主电路设计与参数计算调速系统方案的选择因为电机上网容量较大又要求电流的脉动小应采纳三相全控桥式整流电路供电方案。

电动机额定电压为220V 为保证供电质量应采纳三相减压变压器将电源电压降低。

为防止三次谐波电动势的不良影响三次谐波电流对电源的扰乱。

主变压器采纳 A/D 联络。

因调速精度要求较高应采纳转速负反应调速系统。

采纳电流截止负反应进行限流保护。

出现故障电流时过电流继电器切断主电路电源。

为使线路简单工作靠谱装置体积小宜采纳 KJ004 构成的六脉冲集成触发电路。

该系统采纳减压调速方案故励磁应保持恒定励磁绕组采纳三相不控桥式整流电路供电电源可从主变压器二次侧引入。

为保证先加励磁后加电枢电压主接触器主触点应在励磁绕组通电后方可闭合同时设有弱磁保护环节电动机的额定电压为 220V 为保证供电质量应采纳三相减 2 压变压器将电源电压降低为防止三次谐波电动势的不良影响三次谐波电流对电源的扰乱主变压器采纳D/Y 联络。

1.1 整流变压器的设计 1.1.1 变压器二次侧电压U2 的计算U2 是一个重要的参数选择过低就会没法保证输出额定电压。

选择过大又会造成延迟角α加大功率因数变坏整流元件的耐压高升增添了装置的成本。

一般可按下式计算即BAUUd2.112 1-1 式中 A-- 理想状况下α0°时整流电压 Ud0 与二次电压U2 之比即AUd0/U2B-- 延缓角为α时输出电压Ud 与 Ud0 之比即BUd/Ud0 ε——电网颠簸系数系数依据设计要求采纳公式11.2——考虑各样因数的安全BAUUd2.112 1-3由表查得A2.34 取ε 0.9 角α考虑 10°裕量则Bcosα 0.985222011.21061272.340.90.985UV 取 U2120V 。

电压比KU1/U2380/1203.2 。

1.1.2 一次、二次相电流 I1 、I2 的计算由表查得 KI10.816 KI20.816 考虑变压器励磁电流得取1.1.3 变压器容量的计算S1m1U1I1 1-4 S2m2U2I2 1-5S1/2S1S2 1-6 式中 m1、m2 -- 一次侧与二次侧绕组的相数表查得 m13m23 S1m1U1I13× 380×1415.6KVA由S2m2U2I23×110×44.914.85 KVA考虑励磁功率LP220×1.60.352kW 取 S15.6kvA 1.2 晶闸管元件的选择晶闸管的额定电压晶闸管实质蒙受的最大峰值电压TNU 乘以 23 倍的安全裕量参照标准电压等级即可确立晶闸管的额定电压 TNU 即 TNU 23mU 整流电路形式为三相全控桥查表得26UUm 则223236236110539808TNmUUUV 3-7 取晶闸管的额定电流选择晶闸管额定电流的原则是一定使管子同意经过的额定电流有效值TNI 大于实质流过管子电流最大有效值TI8 即 4 TNI 1.57AVTITI 或AVTI57.1TI57.1TIddIIKdI 1-8 考虑 1.52 倍的裕量AVTI1.52KdI 1-9 式中KTI/1.57dI-- 电流计算系数。

《交直流调速》课程设计设计题目双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计所在系信息与机电工程系姓名林超学号 ********* 任课老师郑金辉专业年级电气工程及其自动化2011级2014年12 月 1日目录交直流调速课程设计任务书 (1)1题目：双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计 (1)2设计目的 (1)3系统方案的确定 (1)4设计任务 (1)5课程设计报告的要求： (2)6结束语 (2)直流调速课程设计说明书 (3)1 方案设计 (3)1.1选择双闭环调速系统的理由 (3)1.2选择PWM控制系统的理由 (5)1.3选择IGBT的H桥型主电路的理由 (5)1.4方案选定 (5)1.5双闭环可逆直流脉宽调速系统的原理 (6)2 主电路结构的设计 (6)2.1PWM变换器介绍 (6)2.2桥式可逆PWM变换器的工作原理 (7)2.3H型主电路的波形分析 (7)2.4泵升电路 (9)2.6双闭环系统的稳态结构图 (11)2.7双闭环直流调速系统的动态结构图 (12)2.9双闭环直流PWM调速系统的硬件结构图 (12)3 参数设计 (13)3.1整流变压器的选择 (13)3.2IGBT管的参数 (14)3.3缓冲电路的参数 (14)3.4整流二极管的参数 (14)3.5泵升电路参数 (15)4 系统控制电路的设计 (15)4.1PWM信号控制器 (15)4.1.1 SG3525芯片的说明 (15)4.1.2 SG3525芯片各部分功能 (16)4.2驱动电路选用 (17)4.2.1 UAA4002驱动电路的特点 (17)4.2.2 正、反向驱动的功能 (18)5 双闭环调节器设计 (19)5.1电流环的设计 (19)5.1.1确定时间常数 (20)5.1.2 选择电流调节器结构 (21)5.1.3选择电流调节器参数 (21)5.1.4 检验近似条件 (21)5.1.5计算ACR的电阻和电容 (22)5.2转速环的设计 (22)5.2.1 确定时间常数 (22)5.2.2 ASR结构设计 (22)5.2.3 选择ASR参数 (23)5.2.4 校验近似条件 (23)5.2.5 计算ASR电阻和电容 (23)5.2.6 检验转速超调量 (23)5.2.7 校验过渡过程时间 (24)5.3反馈单元 (24)5.3.1 转速检测装置选择 (24)5.3.2 电流检测单元 (24)6 结束语 (25)7 系统总电路图 (25)参考文献 (27)交直流调速课程设计任务书1 题目：双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计2 设计目的1、对先修课程（电力电子学、自动控制原理等）的进一步理解与运用2、运用《电力拖动控制系统》的理论知识设计出可行的直流调速系统，通过建模、仿真验证理论分析的正确性。

4•仿真实验95•仿真波形分析13三、心得体会14四、参考文献161•课题研究的意义从七十年代开始，由于晶闸管直流调速系统的高效、无噪音和快速响应等优点而得到广泛应用。

双闭环直流调速系统就是一个典型的系统，该系统一般含晶闸管可控整流主电路、移相控制电路、转速电流双闭环调速控制电路、以及缺相和过流保护电路等。

直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。

就目前而言，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式，在许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、纺织、造纸等需要高性能调速的场合得到广泛的应用。

且直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。

由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。

所以加深直流电机控制原理理解有很重要的意义。

2•课题研究的背景电力电子技术是电机控制技术发展的最重要的助推器，电力电机技术的迅猛发展，促使了电机控制技术水平有了突破性的提高。

从20世纪60年代第一代电力电子器件-晶闸管(SCR)发明至今，已经历了第二代有自关断能力的电力电子器件-GTR、GTO、MOSFET，第三代复合场控器件-IGBT、MCT等，如今正蓬勃发展的第四代产品-功率集成电路(PIC)。

每一代的电力电子元件也未停顿，多年来其结构、工艺不断改进，性能有了飞速提高,在不同应用领域它们在互相竞争，新的应用不断出现。

同时电机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术和微机应用技术的最新发展成就。

正是这些技术的进步使电动机控制技术在近二十多年内发生了天翻地覆的变化。

(3-16) 取：(3-17) ◎i=4.3%<5%，满足课题所给要求。

3.3速度调节器设计电流环等效时间常数1/K。

取KT乙=0.5,贝IJ：1二2X0.0067二0.0134K(3-15)转速滤波时间常数T on。

数字空控制PWM双闭环直流调速系统设计目录1、摘要 (2)2、设计任务......................................................................... 3矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

3、系统的总体方案............................................................. 3聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

4、单元电路的设计.............................................................. 4残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

4.1电动机主电路设计.................................................. 4酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

4.2ACR模拟电流调节器（PID）具体设计 (4)4.3ASR数字调节器（PID）的具体设计 (7)4.4单片机及其接口电路的设计................................... 9彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

4.4.1 89C52简介............................................................ 9謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。

4.4.2 8279键盘及其显示电路................................. 9厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

4.4.3 89C52单片机产生PWM.................................. 14茕桢广鳓鯡选块网羈泪。

4.4.4 AD/DA设计....................................................... 15 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。

4.5电源电路的设计........................................................ 17籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。

运动控制系统课程设计成绩评定表设计课题双闭环直流ＰＷＭ调速系统学院名称：电气工程学院专业班级：自动化1003 学生姓名：学号：指导教师：设计时间：2013-6-17～2013-6-23运动控制系统课程设计课程设计名称：双闭环直流ＰＷＭ调速系统专业班级：自动化1003学生姓名：学号：指导教师：课程设计时间：2013-6-17～2013-6-23运动控制系统课程设计任务书1 总体方案设计本系统采用一个8位单片机C8051F005做主控制器。

以H型双极性可逆PWM 变换器为主回路核心，采用典型的双闭环调速原理组成PWM调速系统。

C8051F005的PCA提供PWM脉冲，给定的速度值、速度反馈值和电流反馈值可以控制PWM 脉冲。

改变PWM脉冲的占空比可以改变IGBT的输出电压，以此来改变直流电动机的速度。

由于C8051F005单片机内部有模/数、数/模转换模块，所以直流测速机将速度值转化为电压值，然后直接由A/D转换通道变成数字量送入单片机，从而实现转速检测。

电流检测是通过霍尔效应电流传感器由A/D转换通道变成数字量送入单片机。

整流电路采用三相桥式全控整流电路。

直流调速系统中应用最普遍的方案是转速、电流双闭环系统，采用串级控制的方式。

本设计中，转速负反馈环为外环，其作用是保证系统的稳速精度；电流负反馈环为内环，其作用是实现电动机的转距控制，同时又能实现限流以及改善系统的动态性能。

转速、电流双闭环直流调速系统在突加给定下的跟随性能、动态限流性能和抗扰动性能等，都比单闭环调速系统好。

转速调节器与电流调节器串极联结，转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制PWM装置。

其中脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速，达到设计要求。

图1.1 系统原理框图2 系统设计直流电机参数：220V ，20KW ，1500r/min,电枢电阻Ra=0.16Ω，电机过载倍 数λ=1.5，l T =0.025S, m T =0.24S 。

《电力拖动与运动控制系统》课程设计姓名：周俊峰班级： 20100433 学号： 2010043319 组别：六专业：电气工程及其自动化专题：91.94kW电力拖动自动控制系统设计指导教师：张敬南任务下达日期：2013年11月4日设计日期：2013年11月4日至2013年11月17日目录1. 设计要求 (3)1.1 设计内容和要求 (3)1.2 摘要 (4)2. 逻辑无环流双闭环转速控制系统的设计 (5)2.1 相关参数运算 (5)2.2 设计思路及调试结果 (5)2.2.1双闭环调速系统的设计 (5)2.2.2逻辑无环流系统的设计 (6)2.2.3综合逻辑无环流双闭环调速系统设计 (9)2.2.4Matlab仿真波形及结论 (9)2.3 相关元件选型及过电压过电流保护装置 (12)3. 基于51单片机的控制系统设计 (13)3.1 设计思路 (13)3.2 设计思路 (13)3.2.1数码管显示模块 (13)3.2.2A/D输入模块 (13)3.2.3D/A输出模块 (14)3.2.4键盘输入模块 (14)3.3 C51程序设计 (15)3.3.1程序流程 (15)3.3.2程序分析 (16)3.3.3Protues仿真及结果 (22)3.4 控制系统的PCB草图 (23)4. 个人总结 (24)5. 附录：参考文献 (25)设计专题题目：91.94kW电力拖动自动控制系统设计一、设计主要内容和要求：针对Matlab中提供的直流电机参数，进行直流电机调速系统的设计。

要求该直流调速系统调速范围宽、起制动性能好、可四象限运行，具体设计内容如下。

1. 基本要求（1）调速系统能进行平滑地速度调节，负载电机可逆运行，具有较宽的转速调节范围（D>=10），系统在工作范围内能稳定工作；（2）系统静特性良好，理论上实现无静差；（3）转速超调量小于5%，电流超调量小于5%，动态最大转速降小于10%；（4）系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续；（5）调速系统中设置有过电流、过电压保护，并且能够实现制动运行；（6）给定信号对应范围控制在正负5V；（7）要求实现电流和转速值的显示，转速值的给定设置（具有启动、停止、加速、减速、突加给±V）；单定、正反转切换功能）电力拖动控制系统需要单片机控制系统提供转速给定模拟控制信号（5±V之间的转速和电流测量信号。

双闭环直流调速系统课程设计专业：应用电子技术班级：应用电子1班学号：32姓名：吴嘉鑫设计题目：双闭环直流调速系统2012年11月目录1 绪论...................................................................................................................................... - 1 -2 双闭环直流调速系统.......................................................................................................... - 2 - 一双闭环直流调速系统的组成结构与原理.......................................................................... - 4 - 二采用转速双闭环的理由...................................................................................................... - 4 - 三双闭环直流调速系统的动态数学模型................................................. 错误！未定义书签。

3课程设计任务与要求.......................................................................................................... - 4 - 一课程设计指标......................................................................................... 错误！未定义书签。

双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计本文设计的是一种具有双闭环可逆直流脉宽调制（PWM）调速系统，
该系统由可控硅恒流源、调节电阻、调速电机、反馈传感器以及控制器等
组成。

这种设计可以在变频调速时，由于机械无源滤波器的原因，输出电
压可能抖动，因此采用双闭环系统来抑制调速器的输出抖动，从而实现高
精度的调速控制。

具体而言，设计的系统由可控硅恒流源、调节电阻、调速电机、反馈
传感器以及控制器等组成。

可控硅恒流源通过改变晶闸管的势垒值来控制
调速电机的负载电流，调节电阻的作用是控制恒流源的过载，调速电机负
责驱动负载，反馈传感器用来捕捉负载转速信号，通过比较控制器设定的
参考值和实际转速值来实现双闭环控制。

此外，在控制器中还设置了系统节拍、增量式比较器、PID控制算法等，系统节拍的作用是帮助控制器对转速信号进行采样，以便有效地调节
调速电机的转速，增量式比较器用来比较参考值和实际转速，得出调节量，最后PID控制算法将比较器的调节量与恒流源的控制电流相乘，得出控制
调速电机的PWM信号，从而实现对调速电机的调速控制。

电力传动课程设计课题：双闭环直流调速糸统班级:电气工程及其自动化1004学号:3100501091姓名:贾斌彬指导老师：康梅、乔薇日期：2014年1月9日目录第 1 章系统方案设计1.1 任务摘要 (3)1.2 任务分析. (3)1.3 设计目的、意义 (3)1.4 方案设计. (4)第 2 章晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定2.1 电枢回路电阻R 的测定. (5)2.2 主电路电磁时间常数的测定 (6)2.3系统机电时间常数TM的测定 (7)2.4测速电机特性UTG=f(n)的测定 (7)2.5 晶闸管触发及整流装置特性Ug=f (Ug)的测定 (7)第 3 章双闭环调速系统调节器的设计3.1 电流调节器的设计 (7)3.2 转速调节器的设计 (9)第 4 章系统特性测试4.1 系统突加给定 (11)4.2 系统突撤给定...................... 错误! 未定义书签。

4.2.2 突加负载时 (12)4.2.3 突降负载时 (12)第 5 章设计体会第 1 章系统方案设计1.1 设计一个双闭环晶闸管不可逆调速系统设计要求：电流超调（T i < 5%转速超调（T n < 10%静态特性无静差给定参数：电机额定功率185W 额定转速1600r/min 额定励磁电流<0.16A 额定电流1.1A 额定电压220V 额定励磁电压220V转速反馈系数a =0.004 V • min/r电流反馈系数B =6V/A1.2 任务分析采用转速、电流双闭环晶闸管不可逆直流调速系统为对像来设计直流电动机调速控制电路，为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设计两个调节器，电流调节器和速度调节器，为了实现电流和转速分别起作用，二者之间实行串级连接，即把转速调节器的输出当做电流调节器的输入，在把电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。

该双闭环调速系统的两个调节器ASR 和ACF都采用PI调节器,以便能保证系统获得良好的静态和动态性能转速调节器在双闭环直流调速系统中的作用是减小转速误差，采用PI 调节器可实现无静差；对负载变化起抗扰作用；其输出限幅决定电动机允许的最大电流; 电流调节器在双闭环直流调速系统中的作用是使电流紧紧跟随其给定电压的变化；对电网的波动起及时抗干扰作用；加快动态过程；堵转或过载时起快速自动保护作用。

目录1、摘要......................................................... . (2)2、设计任务......................................................... . (3)3、系统的总体方案......................................................... . (3)4、单元电路的设计......................................................... .. (4)4.1电动机主电路设计 (4)4.2ACR模拟电流调节器（PID）具体设计 (4)4.3ASR数字调节器（PID）的具体设计 (7)4.4单片机及其接口电路的设计 (9)4.4.1 89C52简介......................................................... (9)4.4.2 8279键盘及其显示电路 (9)4.4.3 89C52单片机产生PWM (14)4.4.4 AD/DA设计.......................................................154.5电源电路的设计........................................................175、系统的运行过程简介........................................................196、设计心得......................................................... . (20)7、参考文献......................................................... . (21)摘要当今，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流调速控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。

《交直流调速》课程设计设计题目双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计所在系信息与机电工程系姓名林超学号 116711010 任课老师郑金辉专业年级电气工程及其自动化2011级2014年12 月 1日目录交直流调速课程设计任务书 (1)1题目：双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计 (1)2设计目的 (1)3系统方案的确定 (1)4设计任务 (1)5课程设计报告的要求： (2)6结束语 (2)直流调速课程设计说明书 (3)1 方案设计 (3)1.1选择双闭环调速系统的理由 (3)1.2选择PWM控制系统的理由 (5)1.3选择IGBT的H桥型主电路的理由 (5)1.4方案选定 (5)1.5双闭环可逆直流脉宽调速系统的原理 (6)2 主电路结构的设计 (6)2.1PWM变换器介绍 (6)2.2桥式可逆PWM变换器的工作原理 (7)2.3H型主电路的波形分析 (7)2.4泵升电路 (9)2.6双闭环系统的稳态结构图 (11)2.7双闭环直流调速系统的动态结构图 (12)2.9双闭环直流PWM调速系统的硬件结构图 (12)3 参数设计 (13)3.1整流变压器的选择 (13)3.2IGBT管的参数 (14)3.3缓冲电路的参数 (14)3.4整流二极管的参数 (14)3.5泵升电路参数 (15)4 系统控制电路的设计 (15)4.1PWM信号控制器 (15)4.1.1 SG3525芯片的说明 (15)4.1.2 SG3525芯片各部分功能 (16)4.2驱动电路选用 (17)4.2.1 UAA4002驱动电路的特点 (17)4.2.2 正、反向驱动的功能 (18)5 双闭环调节器设计 (19)5.1电流环的设计 (19)5.1.1确定时间常数 (20)5.1.2 选择电流调节器结构 (21)5.1.3选择电流调节器参数 (21)5.1.4 检验近似条件 (21)5.1.5计算ACR的电阻和电容 (22)5.2转速环的设计 (22)5.2.1 确定时间常数 (22)5.2.2 ASR结构设计 (22)5.2.3 选择ASR参数 (23)5.2.4 校验近似条件 (23)5.2.5 计算ASR电阻和电容 (23)5.2.6 检验转速超调量 (23)5.2.7 校验过渡过程时间 (24)5.3反馈单元 (24)5.3.1 转速检测装置选择 (24)5.3.2 电流检测单元 (24)6 结束语 (25)7 系统总电路图 (25)参考文献 (27)交直流调速课程设计任务书1 题目：双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计2 设计目的1、对先修课程（电力电子学、自动控制原理等）的进一步理解与运用2、运用《电力拖动控制系统》的理论知识设计出可行的直流调速系统，通过建模、仿真验证理论分析的正确性。