數(shù)字空控制pwm雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-06-02 06:31 本頁面
【正文】 PWM產(chǎn)生電路、8279鍵盤及其顯示電路、測速及其報(bào)警電路、AD/DA轉(zhuǎn)換電路。 參數(shù)計(jì)算：電路中的電阻、電容的數(shù)值，電流調(diào)節(jié)器ACR中Ki和Ci的確定。 設(shè)計(jì)要求：直流電動(dòng)機(jī)的基本數(shù)據(jù)如下： 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案： 以電動(dòng)機(jī)運(yùn)行主電路為基礎(chǔ)，通過控制PWM的占空比實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、速度的控制。雙閉環(huán)包括電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)，通過不斷的檢測電流和轉(zhuǎn)速，然后進(jìn)行與給定值比較，實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的控制。單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，主要是對采集AD反饋過來的信息，還有就是碼盤輸入的信息以及按鍵的信息。然后，做出相應(yīng)的應(yīng)答。本設(shè)計(jì)主要是對89C52單片機(jī)的設(shè)計(jì)，雙閉環(huán)的設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)主電路的設(shè)計(jì)。三、單元電路的設(shè)計(jì)： 電動(dòng)機(jī)的主電路的設(shè)計(jì)： 圖一 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行主電路 此電路為三相橋式不可控整流電路，輸入為三相交流AC1，AC2,AC3。通過橋式整流，轉(zhuǎn)化為直流電，電路中的平波電抗器和電容主要起濾波作用以及電機(jī)在最低負(fù)載（Id=Idim）下也能工作在連續(xù)段機(jī)械特性上。GGGG4為IGBT開關(guān)器件，通過對其的控制，實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制，而本設(shè)計(jì)中主要是用PWM實(shí)現(xiàn)對其的控制。其中，D7~D10四個(gè)二極管為續(xù)流二極管，其作用為防止負(fù)載電流突變，起到平滑電流以及續(xù)流的作用。設(shè)計(jì)中選的IGBT管的型號是SGH80N60UFD,它的參數(shù)如下：管子類型：NMOS場效應(yīng)管 極限電壓Vm：600V；極限電流Im：80 A；耗散功率P：195 W ；額定電壓U：220V；額定電流I：45A ACR模擬電流調(diào)節(jié)器（PID）具體設(shè)計(jì)：模擬調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律：u(t)為調(diào)節(jié)器輸出，e(t)為調(diào)節(jié)器誤差輸入，KP為調(diào)節(jié)器比例增為調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間常數(shù)，為微分時(shí)間常數(shù)。本設(shè)計(jì)只用PI調(diào)節(jié)器就能滿足要求。A）電流環(huán)參數(shù)計(jì)算 確定時(shí)間常數(shù)： 1）整流裝置之后時(shí)間常數(shù)Ts，通過查表可得：Ts=； 選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)： 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)：： 校驗(yàn)近似條件：滿足近似調(diào)節(jié)。滿足設(shè)計(jì)要求。B)電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)電路圖如下： 圖二 電流環(huán)調(diào)節(jié)器ASR數(shù)字調(diào)節(jié)器（PID）的具體設(shè)計(jì)： PI調(diào)節(jié)器是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中最常用的一種控制器，在微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)中，當(dāng)采樣頻率足夠高時(shí)，可以先按模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器，然后再離散化，就可以得到數(shù)字控制器的算法，這就是模擬調(diào)節(jié)器的數(shù)字化。 PI調(diào)節(jié)器時(shí)域表達(dá)式：其中 Kp= Kpi 為比例系數(shù) ，KI =為積分系數(shù) 將上式離散化成差分方程，其第 k 拍輸出為：（*）式中 Tsam為采樣周期 數(shù)字PI調(diào)節(jié)器有位置式和增量式兩種算法： 位置式算法——即為式(*)表述的差分方程，算法特點(diǎn)是：比例部分只與當(dāng)前的偏差有關(guān)，而積分部分則是系統(tǒng)過去所有偏差的累積。位置式PI調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)清晰，P和I兩部分作用分明，參數(shù)調(diào)整簡單明了，但需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)較多。 增量式PI調(diào)節(jié)器算法：PI調(diào)節(jié)器的輸出可由下式求得：只要在計(jì)算機(jī)中多保存上一拍的輸出值就可以了。 與模擬調(diào)節(jié)器相似，在數(shù)字控制算法中，需要對 u 限幅，這里，只須在程序內(nèi)設(shè)置限幅值Um，當(dāng) u(k) Um 時(shí)，便以限幅值 Um作為輸出。不考慮限幅時(shí)，位置式和增量式兩種算法完全等同，考慮限幅則兩者略有差異。增量式PI調(diào)節(jié)器算法只需輸出限幅，而位置式算法必須同時(shí)設(shè)積分限幅和輸出限幅，缺一不可。 算法流程： 圖三 數(shù)字PI調(diào)節(jié)器程序框圖
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