基于pid算法的電機轉速控制系統(tǒng)的設計畢業(yè)論文

《基于pid算法的電機轉速控制系統(tǒng)的設計畢業(yè)論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、基于PID算法的電機轉速控制系統(tǒng)的設計畢業(yè)論文1　緒論本章介紹了直流電機的特點及其發(fā)展概況，然后介紹了直流電機在工業(yè)控制等領域中的具體應用，同時闡述了直流電機控制中有待研究的問題。并在此基礎之上介紹了本課題的選題背景和意義，最后列出了本文研究的主要內容及全文的結構安排。1.1直流電動機控制的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀1、直流電動機控制的發(fā)展歷史常用的控制直流電動機有以下幾種：第一，最初的直流調速系統(tǒng)是采用恒定的直流電壓向直流電動機電樞供電，通過改變電樞回路中的電阻來實現(xiàn)調速。這種方法簡單易行設備制造方便，價格低廉。但缺點是效率低、機械特性軟、不能在較寬

2、范圍內平滑調速，所以目前極少采用。第二，三十年代末，出現(xiàn)了發(fā)電機-電動機(也稱為旋轉變流組)，配合采用磁放大器、電機擴大機、閘流管等控制器件，可獲得優(yōu)良的調速性能，如有較寬的調速范圍(十比一至數(shù)十比一)、較小的轉速變化率和調速平滑等，特別是當電動機減速時，可以通過發(fā)電機非常容易地將電動機軸上的飛輪慣量反饋給電網，這樣，一方面可得到平滑的制動特性，另一方面又可減少能量的損耗，提高效率。但發(fā)電機、電動機調速系統(tǒng)的主要缺點是需要增加兩臺與調速電動機相當?shù)男D電機和一些輔助勵磁設備，因而體積大，維修困難等。第三，自出現(xiàn)汞弧變流器后，利用汞弧變流器代替上

3、述發(fā)電機、電動機系統(tǒng)，使調速性能指標又進一步提高。特別是它的系統(tǒng)快速響應性是發(fā)電機、電動機系統(tǒng)不能比擬的。但是汞弧變流器仍存在一些缺點:維修還是不太方便，特別是水銀蒸汽對維護人員會造成一定的危害等。第四，1957年世界上出現(xiàn)了第一只晶閘管，與其它變流元件相比，晶閘管具有許多獨特的優(yōu)越性，因而晶閘管直流調速系統(tǒng)立即顯示出強大的生命力。由于它具有體積小、響應快、工作可靠、壽命長、維修簡便等一系列優(yōu)點，采用晶閘管供電，不僅使直流調速系統(tǒng)經濟指標上和可靠性有所提高，而且在技術性能上也顯示出很大的優(yōu)越性。晶閘管變流裝置的放大倍數(shù)在10000以上，比機組(

4、放大倍數(shù)10)高1000倍，比汞弧變流器(放大倍數(shù)1000)高10倍;59在響應快速性上，機組是秒級，而晶閘管變流裝置為毫秒級。[14]從20世紀80年代中后期起，以晶閘管整流裝置取代了以往的直流發(fā)電機電動機組及水銀整流裝置，使直流電氣傳動完成一次大的躍進。同時，控制電路也實現(xiàn)了高度集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技術的應用，使直流調速系統(tǒng)的性能指標大幅提高，應用范圍不斷擴大，直流調速技術不斷發(fā)展。隨著微型計算機、超大規(guī)模集成電路、新型電子電力開關器件和新型傳感器的出現(xiàn)，以及自動控制理論、電力電子技術、計算機控制技術的深入發(fā)展，直流電動機

5、控制也裝置不斷向前發(fā)展。微機的應用使直流電氣傳動控制系統(tǒng)趨向于數(shù)字化、智能化，極大地推動了電氣傳動的發(fā)展。近年來，一些先進國家陸續(xù)推出并大量使用以微機為控制核心的直流電氣傳動裝置，如西門子公司的SIMOREGK6RA24、ABB公司的PAD/PSD等等。隨著現(xiàn)代化步伐的加快，人們生活水平的不斷提高，對自動化的需求也越來越高，直流電動機應用領域也不斷擴大。例如，軍事和宇航方面的雷達天線，火炮瞄準，慣性導航，衛(wèi)星姿態(tài)，飛船光電池對太陽得跟蹤等控制；工業(yè)方面的各種加工中心，專用加工設備，數(shù)控機床，工業(yè)機器人，塑料機械，印刷機械，繞線機，紡織機械，工業(yè)

6、縫紉機，泵和壓縮機等設備的控制；計算機外圍設備和辦公設備中的各種磁盤驅動器，各種光盤驅動器，繪圖儀，掃描儀，打印機，傳真機，復印機等設備的控制；音像設備和家用電器中的錄音機，錄像機，數(shù)碼相機，洗衣機，冰箱，電扇等的控制。隨著計算機，微電子技術的發(fā)展以及新型電力電子功率器件的不斷涌現(xiàn)，電動機的控制策略也發(fā)生了深刻的變化。電動機控制技術的發(fā)展得力于微電子技術，電力電子技術，傳感器技術，永磁材料技術，微機應用技術的最新發(fā)展成就。變頻技術和脈寬調制技術已成為電動機控制的主流技術。正是這些技術的進步使電動控制技術在近二十年內發(fā)生了很大的變化。其中，電動機

7、控制策略的模擬實現(xiàn)正逐漸退出歷史舞臺，而采用微處理器，通用計算機，F(xiàn)PGA/CPLD，DSP控制器等現(xiàn)代手段構成的數(shù)字控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。電動機的驅動部分所采用的功率器件經歷了幾次的更新?lián)Q代以后，速度更快，控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT逐漸成為主流。功率器件控制條件的變化和微電子技術的使用也使新型的電動機控制方法能夠得到實現(xiàn)。其中，脈寬調制（PWM59）方法，變頻技術在直流調速和交流調速系統(tǒng)中得到了廣泛應用。永磁材料技術的突破與微電子技術的結合又產生了一批新型的電動機，如永磁直流電動機，交流伺服電動機，超聲波電動機等。由于

8、有微處理器和傳感器作為新一代運動控制系統(tǒng)的組成部分，所以又稱這種運動控制系統(tǒng)為智能運動控制系統(tǒng)。所以應用先進控制算法，開發(fā)全數(shù)字化智能運動控制系統(tǒng)將成