运动控制课程设计(自动化专业2011年).pptVIP

运动控制系统课程设计讲座 直流拖动控制系统设计 设计题目： 直流调速V-M双闭环控制系统设计专题 基本设计参数 直流电动机 185W，220V，1.1A，1600r/min，Ra=22.25W，GD2=0.065N·m2， 允许过载倍数 l=1.1， 晶闸管装置放大倍数 Ks=40， 电枢回路总电阻 R=52.5W， 电枢回路总电感 L=811.5mH， 最大给定电压 U*nm=5V 对应 1500r/min， 最大电流Idm=lIN时，ASR输出限幅U*im=5V， 电流反馈滤波时间常数Toi=0.002s， 转速反馈滤波时间常数Ton=0.01s， 取R0=20kW， 稳态指标：无静差 动态指标：电流超调量si≤5%，空载起动到额定转速时的转速超调量sn≤10% 画出原理图、稳态结构图、建立数学模型，画出动态结构图； 设计ASR、ACR，计算PI调节器参数； 检验近似条件，计算ASR退饱和超调量； 画出开环对数幅频特性曲线； 编写带限幅环节的数字PI调节器程序(C语言或汇编语言)； 写出心得体会。 交流拖动控制系统设计 设计题目： SPWM变频调速控制系统设计专题 设计交-直-交电压源型三相SPWM变频器，整流部分为二极管三相不控整流，获得恒定直流电压，逆变器由6个电力晶体管GTR和6个续流二极管组成，并由8051和大规模集成电路HEF4752组成SPWM变频调速系统的控制电路。 基本设计参数： 异步电动机额定功率11kW，额定电流22A，线电压380V，允许过载倍数l=1.5，泵升电压DUs=150V，逆变器输出频率范围4~60Hz，额定输出频率f1e=50Hz，负载功率因数cosf ≥0.5，负载引起直流电压脉动百分比K≤5%，Uin(max)=10V， 设计任务 设计主电路：选择GTR开关管以及滤波电容； 设计控制电路：采用大规模集成电路HEF4752，并设 fsmax=1000Hz，计算8253分频系数； 设计驱动电路：采用分立元件或集成电路模块均可； 画出系统原理图、控制电路图、驱动电路图、保护电路图（过压保护和过流保护二选一） ； 写出心得体会。 设计思想 变频器的三个主要组成部分 主电路 驱动电路 控制电路 一.主电路设计 原理 变频器分类 GTR参数计算 电压额定值的计算 UVT=(1.5~2) ×(2.34×220×K×A+DU) K——电网电压升高系数，一般取K=1.1 A——电容滤波时电压升高系数，一般取A=1.04 DU——（可能的）泵升电压 电流额定值的计算 F——冲击电流系数，一般取F=1.4 l——电流过载倍数 Ie——额定电流 滤波电容的计算 A——与负载阻抗角f 有关的系数 I——逆变器输出相电流(A) K——由负载引起的直流电压脉动百分比 w——逆变器输出最低角频率(s-1) Ud——直流侧电压(V) 二.驱动电路 总体设计 GTR理想驱动波形 驱动电路设计 方案一：分立元件 方案二：驱动模块 方案一：分立元件构成的驱动电路 方案二：驱动模块M57215BL M57215BL驱动电路原理图 三.控制电路 HEF4752介绍 功能原理 基本结构及工作原理 HEF4752控制功能 器件介绍 主激励输出 （逆变器驱动输出） 接到三相逆变器6个开关器件的驱动电路输入端。 第一个字母表示相序 数字1、2分别表示上、下桥臂开关元件的PWM激励信号。 调制方式 双边缘正弦调制 调制比hV——重要参数，定义： U为逆变器输出线电压有效值 UAB为电动机额定线电压有效值 改变调制比hV，就可以改变逆变器输出电压U 调制比hV ηV与时钟FCT和VCT的“频率比”成正比 如满足： 控制电路原理 控制电路采用8051+HEF4752 其它主要器件： 8253 可编程定时/计数器 ADC0809 逐次比较式8位模/数转换器 74LS373 8位地址锁存器 27256 32K×8位EPROM存储器 CD4527 十进制比例乘法器 8253可编程计数器/定时器 CLK=2M，设为工作方式3（分频, 方波发生器） 8253可编程计数器/定时器 CLK=2M，设为工作方式3（分频, 方波发生器） 4527比例乘法器 当输出频率在1~100Hz之间变化时，计算机控制8253的0通道（分频系数）从6~596变化。但变化的台阶较大，故增加细分电路。 频率将受到8253和4572数字比例乘法器的双重制约，使输出更为精密。 或简单计：不加4527电路，直接用单片机根据要求输出的工作频率实时计算分频系数，并向8253实时传递，也可。 注意：调速时当前工作频率f