直流电动机速度的双域调节系统
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摘要转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。
用单片机取代模拟触发器、电流调节器、速度调节器及逻辑切换等硬件。
介绍了一台3KW直流电动机与8051单片机构成的数字化直流调速系统。
根据晶闸管的特性,通过调节控制角α大小来调节电压。
基于设计题目,直流电动机调速控制器。
选用了转速、电流双闭环调速控制电路。
在设计中调速系统的主电路采用了三相全控桥整流电路来供电。
系统实现了电流与转速双闭环的恒速调节,具有结构简单、控制精度高、成本低、易推广等特点。
关键词:8051单片机;双闭环;直流调速系统;数字化AbstractSpeed and current double closed-loop D.C governor system is a D.C speed controlled system which has fairly good performance and the most extensive apply. The paper stated a digital DC speed control system composed by 3kw DC motor and 8051 single-chip computer, which had the characteristic that the analog trigger, current regulator, rotation regulator, logical handoff and other devices were replaced by single-chip computer. Based on the characteristic of thyristor,it adjusts voltage by regulating the trigger angle “α” of SCR. In paper, D.C motor speed controller is using of current and speed double closed-loop speed control circuit. The energy of power circuit is supplied of three-phase full-bridge controlled rectifier. The result of real time control indicated that the digital DC speed control system realized the constant speed adjustability of the double closed-loop of electric current and rotate speed. This system also had the specialties such as simple structure, high control accuracy, low cost and easiness to be spread.Key Words: 8051 single-chip computer; Double closed-loop; DC speed control system; digital目录ABSTRACT (I)一、设计目的及要求 (1)1.1课程设计的目的 (1)1.2课程设计的预备知识 (1)1.3课程设计要求 (1)1.4设计内容及要求 (1)二、系统总体方案设计 (2)2.1双闭环直流电动机数字调速系统原理 (2)三、主电路设计 (3)3.1主电路 (3)3.1.1限流电阻 (4)3.1.2泵升电压限制 (4)3.2主电路参数计算和元件选择 (4)3.2.1整流二极管的选择 (4)3.2.2绝缘栅双极晶体管的选择 (5)3.3调节器参数设计 (5)3.3.1系统设计的一般原则 (5)3.3.2电流环的参数设计 (6)3.3.3转速环的参数设计 (7)3.4数字控制器PI增量式算法及程序 (7)四、控制回路 (9)4.1PWM控制电路 (9)4.2PWM功率放大驱动电路设计 (10)五、单片机小系统设计 (12)5.1 键盘、显示接口 (12)5.2 A\D转换芯片 (12)5.3 光电编码盘 (12)六、调速系统的软件设计 (13)6.1调速系统总体设计模块 (13)6.2主程序、中断子程序和定时模块 (14)七、课程设计心得体会 (17)参考文献 (17)一、设计目的及要求1.1 课程设计的目的计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程,它不仅需要微型机控制理论、程序设计方面的基础知识,而且还需要具备一定的生产工艺知识。
摘要直流双闭环调速系统的性能很好,具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点,所以在电气传动系统中得到了广泛的应用。
直流双闭环调速系统中设置了两个调节器, 即转速调节器(ASR)和电流调节器(ACR), 分别调节转速和电流。
本文对直流双闭环调速系统的设计进行了分析,对直流双闭环调速系统的原理进行了一些说明,介绍了其主电路、检测电路的设计,详细介绍了电流调节器和转速调节器的设计以及一些参数的选择和计算,使其满足工程设计参数指标。
关键词:直流双闭环调速系统电流调节器转速调节器目录摘要 (I)1设计任务与分析 (1)2调速系统总体设计 (2)3直流双闭环调速系统电路设计 (3)3.1晶闸管-电动机主电路的设计 (3)3.1.1主电路设计 (3)3.1.2主电路参数计算 (4)3.2转速、电流调节器的设计 (5)3.2.1电流调节器 (5)3.2.1.1电流调节器设计 (5)3.2.1.2电流调节器参数选择 (6)3.2.2转速调节器 (8)3.2.2.1转速调节器设计 (8)3.2.2.2转速调节器参数选择 (8)3.3转速检测电路设计 (10)3.4电流检测电路设计 (10)4小结与体会 (11)5参考文献 (12)直流双闭环调速系统设计1设计任务与分析直流电动机具有良好的起、制动性能,宜于在大范围内实现平滑调速,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,直流拖动控制系统又是交流拖动控制系统的基础,所以应该首先掌握直流拖动控制系统。
采用转速负反馈和PI调节器的单闭环直流调速系统是比较基础比较容易掌握的,它可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。
但是,如果对系统的动态性能要求较高,例如:要求快速起制动,突加负载动态速降小等等,单闭环系统就难以满足需要。
原因是因为在单闭环系统中不能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程。
为了实现在允许条件下I的恒流过程,采用电流负反馈就的最快起动,关键是要获得一段使电流保持为最大值dm可以得到近似的恒流过程。