【正文】 哈 爾 濱 理 工 大 學 畢 業(yè) 設 計 題 目： 數(shù)字化雙閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)設計 院、 系： 姓 名： 指導教師： 系 主 任： 年 月 日 哈爾濱理工大學學士學位論文 I 數(shù)字化雙閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)設計 摘 要 直流調(diào)速系統(tǒng)是交流調(diào)速系統(tǒng)的基礎，雖然交流調(diào)速系統(tǒng)在現(xiàn)今發(fā)展迅猛，但是直流調(diào)速系統(tǒng)憑借著控制特性良好的優(yōu)點仍然是電機調(diào)速系統(tǒng)的最主要方式。為了消掉干擾，直流調(diào)速系統(tǒng)采用了閉環(huán)系統(tǒng)，而在很多種閉環(huán)系統(tǒng)中，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有著很多獨特的優(yōu)點：可以實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無靜差、良好的靜動態(tài)性能被廣泛使用。為了方便，直流調(diào)速系統(tǒng)運用數(shù)字化控制，數(shù)字化控制憑借著體積小、實現(xiàn)方便的優(yōu)點被廣泛應用。以單片機為控制核心的直流調(diào)速系統(tǒng)是最準確、最方便、最快速的控制方法。 本文 是以 直流 電機 調(diào)速系統(tǒng) 基本 理論的 鋪墊下 對雙閉環(huán)直流調(diào)速系 統(tǒng)中的轉速調(diào)節(jié)器 、 電流調(diào)節(jié)器 均運 用了 PI 控制 ， 可以實現(xiàn)穩(wěn)定無靜差，超調(diào)量小等優(yōu)點，而后運用工程設計方法來較好的講解轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)器的設計問題，通過 Matlab 仿真軟件來直觀的反應轉速、電流的工作結果，最后再加上 以 AT89C51 單片機為控制核心， 使得系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)字化雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 。 關鍵詞 直流電動機；調(diào)速； PI 控制；雙閉環(huán)； 哈爾濱理工大學學士學位論文 II Design of Digital Double Closedloop DC Generator Speed Regulation System Abstract DC speed regulating system is AC speed regulation system based, although AC speed regulation system in today39。s rapid development, but DC speed control system with the advantages of good control characteristic is still the main way of motor speed control system. In order to eliminate the interference, DC speed control system using the closedloop system, and in a closedloop system, double closed loop speed regulation system has a many unique advantages: can realize stable without static error, good static dynamic performance is widely used. In order to facilitate, DC speed control system of digital control, digital control with small size, the advantages of easy to achieve widely applications. the microcontroller as the core of the DC speed control system is the most accurate, the most convenient, the fastest control method. This paper is to pave the way of basic theory of DC motor speed control system of double closed loop DC speed control system of speed regulator and current regulator are using PI control, stability can be achieved without static error and overshoot the advantages of small volume, then the use of engineering design method to better explain speed and current double closed loop speed regulation system of two adjusting design problem, by MATLAB simulation software to intuitive response speed and current work results, finally coupled with AT89C51 singlechip microputer as the control core, which makes the system realizes the digital double closed loop DC speed control system. Keywords DC motor。 Speed regulation。 PI control。 Doubleclosedloop。 哈爾濱理工大學學士學位論文 III 目 錄 摘 要 ............................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................II 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 課題研究的背景和意義 ........................................................................... 1 直流調(diào)速系統(tǒng)在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................... 2 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................ 2 國外的發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................ 2 本文主要研究內(nèi)容 ................................................................................... 2 第 2 章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)理論和數(shù)學模型 ........................................................ 3 直流調(diào)速系統(tǒng)的控制方法的選擇 ........................................................... 3 調(diào)速系統(tǒng)的靜動態(tài)性能指標 .................................................................. 4 調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標 .............................................................. 4 調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能指標 .............................................................. 6 直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理 ........................................................................... 7 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖和動態(tài)數(shù)學模型 ........................... 9 調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖 .................................................................... 9 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型 ............................................ 9 本章小結 ................................................................................................. 11 第 3 章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設計 ...................................................... 12 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)的選擇 ......................................................... 12 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設計方法 ................................................. 12 本章小結 ................................................................................................. 14 第 4 章 用 Matlab 仿真雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) ................................................. 15 系統(tǒng)的建模和參數(shù)設置 ......................................................................... 15 電流環(huán)的系統(tǒng)仿真 ................................................................................. 15 電流環(huán)的仿真模型 .......................................................................... 15 電流環(huán)的仿真結果曲線 .................................................................. 16 電流環(huán)的仿真結果分析 ................................................................ 17 轉速環(huán)（雙閉環(huán)）的系統(tǒng)仿真 ............................................................. 17 轉速環(huán)（雙閉環(huán)）仿真模型 .......................................................... 17 轉 速環(huán)（雙閉環(huán)）的仿真結果 ...................................................... 18 轉速環(huán) (雙閉環(huán) )的仿真結果分析 ................................................... 19 本章小結 ................................................................................................. 19 第 5 章 數(shù)字化雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) .............................................................. 20 哈爾濱理工大學學士學位論文 IV 總體設計方案 ......................................................................................... 20 單片機 AT89C51 的工作原理 ............................................................... 20 模數(shù)轉換器 ADC0809 的工作原理 ...................................................... 22 可