课设论文-双闭环调速系统.docxVIP

部分1．分析确定控制任务（综述部分）部分2?主电路与执行机构设计。分析主电路、执行机构工作过程，说明其参数选择依据。部分3?操作系统设计。要求结构简单，易于操作。部分4?控制系统硬件软件功能分配与协调，说明系统资源分配部分5?计算机系统与接口设计，给出具体资源分配说明。部分6?计算机系统与被控对象I/O通道设计，分析主要器件的选择依据部分7?软件流程设计部分8?调试流程设计部分9?元器件清单部分10?控制算法子程序清单摘 要基于设计题目，直流电动机调速系统选用了由buck变换器供电的转速、电流双闭环直流调速控制电路。在设计中调速系统的主电路采用了三相不可控整流桥电路来进行整流，之后由buck变换器降压供电。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。根据可控开关管的特性，通过PWM来调节电压。本文首先确定了主电路与执行机构设计，然后分析主电路、执行机构工作过程，同时说明其参数计算选择的依据,最后对操作系统和控制系统硬件软件进行设计。本文采用转速、电流双闭环直流调速系统为对象来设计直流电动机调速控制器。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈，二者之间实行嵌套联接。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称做外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。先确定其结构形式和设计各元部件，并对其参数的计算，包括给定电压、转速调节器、电流调节器、检测电路、触发电路和稳压电路的参数计算然后最后采用MATLAB/SIMULINK对整个调速系统进行了仿真分析，最后画出双闭环直流调速控制电路的原理图。关键词： 双闭环直流调速系统；buck变换器；计算机控制；MATLAB/SIMULINK仿真第一章．分析确定控制任务（综述部分）本次设计主要是综合应用所学知识，设计转速、电流双闭环直流调速控制系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练，能够较全面地巩固和应用“计算机控制系统”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握数字控制系统设计的基本方法，熟悉MA T L A B软件的使用。转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好、应用最广的基本的直流调速系统，是各种交直流电力拖动自动控制系统的重要基础。具有起动制动快、调速范围宽、平稳性好、稳速精度高等优点，广泛应用于冶金、建材、印刷、电缆、机床和矿山等现代工业控制行业，在拖动领域中发挥着极其重要的作用。用经典的动态校正方法设计调节器需同时解决稳、准、快、抗干扰等各方面互相矛盾的动态性能，要求设计者具有较丰富的经验和熟练的技巧，不易为初学者掌握。而且在直流调速系统的发展过程中有一个大问题：理论参数与实际情况不符问题，即理论计算出的调节参数与实际使系统达到稳定的参数不相同，是实际值的近似值．特别是当系统的阶数较高时，理论计算的参数往往离实际值较远，不能使系统稳定．然而，除了理论计算，我们没有能快速找出最佳调节器参数范围的办法… MA T L A B 的出现使这一问题得到了解决。本文采用双闭环调速系统的工程设计方法介绍了由51单片机以及直流电机、矩阵键盘、LCD和测速发电机等构成的转速、电流双闭环控制系统，完成直流调速系统的双闭环调节器的设计，并采用 MA T L A B ／ S I MU L I N K进行仿真，探讨了工程设计和实际系统之间的差别。第二章、?主电路与执行机构设计。分析主电路、执行机构工作过程，说明其参数选择依据。2.1主电路的选择在直流调速系统中，我们采用的是buck供电的直流斩波器-电动机调速系统，其原理图如图2-1所示。《拖动P5.。。1-5》它通过控制电子开关管，实现斩波降压，来改变平均输出电压Ud，从而实现平滑调速。与旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，此装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且再技术性能上也呈现出较大的优越性。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主，根据电子开关管的特性，可以通过调节PWM波的占空比来实现电压的调节。交流侧由三相电源供电，本设计中采用电容滤波的三相不可控整流电路，该电路由二极管VT1、VT3、VT5接成共阴极组，二极管VT4、VT6、VT2接成共阳极组，是目前应用较广泛的整流电路，输出电压波动小，适合直流电动机的负载，并且该电路组成的调速装置调节范围广，能实现电动机连续、平滑地转速调节、电动机不可逆运行等技术要求。图2-2 主电路原理图《电力电子技术P67.。3-32》2.2 双闭环直流调速系统的介绍及组成目前，需要高性能可控电力拖动的领域都采用直流调速系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强的优点。反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制