雙閉環(huán)直流pwm調(diào)速系統(tǒng)

《雙閉環(huán)直流pwm調(diào)速系統(tǒng)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表設(shè)計(jì)課題雙閉環(huán)直流ＰＷＭ調(diào)速系統(tǒng)　　　　　　學(xué)院名稱：電氣工程學(xué)院　　專業(yè)班級(jí)：自動(dòng)化1003學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：　　　　　　　　設(shè)計(jì)時(shí)間：2013-6-17～2013-6-23　　指導(dǎo)教師意見(jiàn)：成績(jī):簽名：年月日運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)名稱：雙閉環(huán)直流ＰＷＭ調(diào)速系統(tǒng)　　　專業(yè)班級(jí)：自動(dòng)化1003學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：課程設(shè)計(jì)時(shí)間：2013-6-17～2013-6-2318運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名喻剛專業(yè)班級(jí)

2、自動(dòng)化1003學(xué)號(hào)1題目雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來(lái)源自擬指導(dǎo)教師李智強(qiáng)主要內(nèi)容（參數(shù)）利用單片機(jī)C8051F005設(shè)計(jì)雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以下功能：1.控制電機(jī)在不同速度下旋轉(zhuǎn)；2．通過(guò)控制PWM脈沖的占空比來(lái)改變IGBT的輸出電壓；3．實(shí)現(xiàn)雙閉環(huán)直流調(diào)速。直流電機(jī)參數(shù)：220V，20KW，1500r/min,電樞電阻Ra=0.16Ω，電機(jī)過(guò)載倍數(shù)λ=1.5，=0.025S,=0.24S。任務(wù)要求（進(jìn)度）第1-2天：熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)方案。第3-4天：按照確定

3、的方案設(shè)計(jì)單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。第5-6天：軟件設(shè)計(jì)，編寫程序。第7-8天：撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求內(nèi)容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計(jì)正確。主要參考資料[1]王曉明.電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制(第二版)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007.8[2]張世銘,王振和.直流調(diào)速系統(tǒng)[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社,2008.5[3]余錫存.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2007[4]于永權(quán).單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

4、[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.118運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)審查意見(jiàn)系（教研室）主任簽字：年月日1總體方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用一個(gè)8位單片機(jī)C8051F005做主控制器。以H型雙極性可逆PWM變換器為主回路核心，采用典型的雙閉環(huán)調(diào)速原理組成PWM調(diào)速系統(tǒng)。C8051F005的PCA提供PWM脈沖，給定的速度值、速度反饋值和電流反饋值可以控制PWM脈沖。改變PWM脈沖的占空比可以改變IGBT的輸出電壓，以此來(lái)改變直流電動(dòng)機(jī)的速度。由于C8051F005單片機(jī)內(nèi)部有模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊，所以直流測(cè)速機(jī)將速度值轉(zhuǎn)化為電壓值，

5、然后直接由A/D轉(zhuǎn)換通道變成數(shù)字量送入單片機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速檢測(cè)。電流檢測(cè)是通過(guò)霍爾效應(yīng)電流傳感器由A/D轉(zhuǎn)換通道變成數(shù)字量送入單片機(jī)。整流電路采用三相橋式全控整流電路。直流調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用最普遍的方案是轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，采用串級(jí)控制的方式。本設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)為外環(huán)，其作用是保證系統(tǒng)的穩(wěn)速精度；電流負(fù)反饋環(huán)為內(nèi)環(huán)，其作用是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距控制，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)限流以及改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)在突加給定下的跟隨性能、動(dòng)態(tài)限流性能和抗擾動(dòng)性能等，都比單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)好。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器串極聯(lián)結(jié)，轉(zhuǎn)

6、速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制PWM裝置。其中脈寬調(diào)制變換器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。PI調(diào)節(jié)器PI調(diào)節(jié)器產(chǎn)生PWM波形H型PWM功率放大電路直流電動(dòng)機(jī)電流測(cè)量速度測(cè)量un18運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)圖1.1系統(tǒng)原理框圖2系統(tǒng)設(shè)計(jì)直流電機(jī)參數(shù)：220V，20KW，1500r/min,電樞電阻Ra=0.16Ω，電機(jī)過(guò)載倍數(shù)λ=1.5，=0.025S,=0.24S。主電路

7、采用三相全控橋，進(jìn)線交流電源：三相380V。根據(jù)初始條件，參照?qǐng)D2-1和圖2-2對(duì)轉(zhuǎn)速和電流環(huán)設(shè)計(jì)時(shí)所必要的參數(shù)準(zhǔn)備如下：圖2.1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖圖2.2雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖額定電流：；18運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)系數(shù)：；轉(zhuǎn)速環(huán)放大系數(shù)：；電流環(huán)放大系數(shù)：；晶閘管滯后時(shí)間常數(shù)：；電流濾波時(shí)間常數(shù)：；電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和：；轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)：；轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和：。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1PWM變換器脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主要電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡(jiǎn)稱PWM變換器。直流電動(dòng)機(jī)PWM控制系統(tǒng)分為

8、不可逆和可逆系統(tǒng)。不可逆系統(tǒng)是指電動(dòng)機(jī)只能單向旋轉(zhuǎn)；可逆系統(tǒng)是指電動(dòng)機(jī)可以正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。對(duì)于可逆系統(tǒng)，又可以分為單極性驅(qū)動(dòng)和雙極性驅(qū)動(dòng)兩種方式。單極性驅(qū)動(dòng)是指在一個(gè)PWM周期里，作用在電樞兩端的脈沖電壓是單一極性的；雙極性驅(qū)動(dòng)是指在一個(gè)PWM周期里，作用在電樞兩端的脈沖電壓是正負(fù)交替的。本設(shè)計(jì)采用雙極性驅(qū)動(dòng)可逆P