【正文】 且平滑性較差，很軟的機械特性。1. 旋轉(zhuǎn)變流機組被稱為GM系統(tǒng)，此系統(tǒng)是由直流發(fā)電機和交流電動機組組成，目的是得到可調(diào)的直流電壓。 本論文選用VM系統(tǒng)，因為VM系統(tǒng)應(yīng)用范圍較廣 。故采用晶閘管三相橋式全控整流電路供電方法[5]?？刂妻D(zhuǎn)速的大小可以使調(diào)速性能發(fā)生變化。但是靜差率和機械硬度特性又是不一樣的，下圖22為不同轉(zhuǎn)速下的靜差率。3. 變壓調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)速范圍D、靜差率s和轉(zhuǎn)速降落之間的關(guān)系在直流調(diào)速系統(tǒng)中，可認為電動機的額定轉(zhuǎn)速為最高轉(zhuǎn)速，該系統(tǒng)在最低速時的靜差率s見下式（25）： （25）因此最低轉(zhuǎn)速為下式（26）： (26）而調(diào)速范圍D為:將上面幾式聯(lián)立可得下式（27）： （27）由上式知，在一個調(diào)速系統(tǒng)中，讓轉(zhuǎn)速降落一定，若靜差率s的值變小,調(diào)速范圍D也變小[7]。 圖23 典型的階躍響應(yīng)過程和跟隨性能指標(1) 上升時間上升時間是用C(t)從“0”開始第一次上升到穩(wěn)態(tài)值時所經(jīng)過的時間來定義的，它反應(yīng)了動態(tài)響應(yīng)的快慢。它主要反映的是輸出量在調(diào)節(jié)期間的快慢程度。(1) 動態(tài)降落穩(wěn)定運行的系統(tǒng)中，給系統(tǒng)加一個擾動所產(chǎn)生的最大降落值為動態(tài)降落。 直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理眾所周知，對于一個直流電動機調(diào)速系統(tǒng)具有多種調(diào)速系統(tǒng)方式，主要常用的有開環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)、單閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)、雙閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)和多閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)。而后穩(wěn)定運行時,讓系統(tǒng)只有轉(zhuǎn)速負反饋作用。圖25 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和動態(tài)數(shù)學模型 調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖從上文中我們不但可以知道雙閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)是由兩個帶限幅作用的PI調(diào)節(jié)器串聯(lián)構(gòu)成，再者也了解了電流調(diào)節(jié)器ACR的最大給定電壓受轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓的限制，電力電子變換器UPE的最大輸出電壓由電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓決定，如圖26所示為雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)構(gòu)造圖[10]。 晶閘管觸發(fā)裝置的整流傳函晶閘管觸發(fā)裝置的整流環(huán)節(jié)在一定的工作范圍內(nèi)可看成是一個電壓響應(yīng)超前電流的環(huán)節(jié)，屬于純滯后環(huán)節(jié)。將上述各傳遞函數(shù)以結(jié)構(gòu)圖的形式連接起來便得到了雙閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，其中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器因為采用了PI控制而能實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無靜差，晶閘管整流裝置以近似為一階慣性環(huán)節(jié)實現(xiàn)了穩(wěn)定快速的必要條件，再加上直流電動機的傳遞函數(shù)，使得系統(tǒng)實現(xiàn)了雙閉環(huán)。最后又詳細介紹了雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)結(jié)構(gòu)的數(shù)學模型構(gòu)成，為后面的內(nèi)容做好了鋪墊！第3章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)的選擇該電動機選擇直流電動機，由晶閘管供電，整流裝置選擇三相橋式電路，其各個參數(shù)如下：直流電動機額定電壓U=220V,額定電流I=140A,額定轉(zhuǎn)速n=2000r/min，電動勢系數(shù)=，過載倍數(shù)=；晶閘管放大倍數(shù)為=60；電樞回路總電阻R=；設(shè)電磁時間常數(shù)=，機電時間常數(shù)=；由于采用三相橋式電路，其滯后時間常數(shù)=； 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計方法雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的實際動態(tài)結(jié)構(gòu)圖應(yīng)該是在原來的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖基礎(chǔ)上增加了電流濾波環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)速濾波環(huán)節(jié)和給定信號上的濾波環(huán)節(jié)。我們知道雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的電流環(huán)的一個特別的作用是能夠在動態(tài)過程中讓電樞電流不超過允許的最大值，故電流環(huán)一般被規(guī)劃為典型的I型系統(tǒng)，用PI調(diào)節(jié)器可以做到穩(wěn)態(tài)無靜差；為了讓轉(zhuǎn)速環(huán)也做到穩(wěn)態(tài)無靜差，所以也運用PI調(diào)節(jié)器，即加一個積分環(huán)節(jié)，但是轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)部的電流環(huán)已經(jīng)有個積分環(huán)節(jié)，再加上一個共計兩個積分環(huán)節(jié)，就此轉(zhuǎn)速環(huán)規(guī)劃為II型系統(tǒng)。=，因此=2ms=。電流反饋系數(shù)；所以ACR的比例系數(shù)為=，電流截止頻率=，檢驗晶閘管為，滿足條件。靜態(tài)指標滿足轉(zhuǎn)速無靜差，動態(tài)指標滿足空載啟動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量小于等于10%。轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率。ASR應(yīng)該回歸計算飽和超調(diào)。 本章小結(jié)本章主要介紹了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計，并設(shè)置了電動機的基本參數(shù)，然后通過舉例用工程設(shè)計方法計算出電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)中PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，為下面對電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真打下了基礎(chǔ)。當建模，對系統(tǒng)的理解和找到合適的模塊，然后設(shè)置參數(shù)，以達到良好的仿真結(jié)構(gòu)[14]。 s，電流環(huán)仿真結(jié)果如下圖43所示。從圖43你可以看到，KT = ，目前無超調(diào)，但較長的上升時間。轉(zhuǎn)速環(huán)的系統(tǒng)仿真分為三個步驟，它們分別是建立系統(tǒng)的模型，參數(shù)的設(shè)定，對其仿真及對其仿真結(jié)果的分析。圖46 轉(zhuǎn)速環(huán)空載高速啟動下的仿真結(jié)果由圖可看出轉(zhuǎn)速最終穩(wěn)定于額定轉(zhuǎn)速。由圖47可以看出當在負載電流上再加電流時，得出直流電機空載運行時會受到額定電流的擾動波影響[17]。故數(shù)字化雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖如圖51所示。我們知道AT89C51單片機有40個引腳。3. P2口（2128）：P2口內(nèi)部有上拉電阻，并且是8位雙向的I/O口， P2口當用于16位地址進行存取時，P2口輸出地址的高八位。7. /EA/VPP(31)：當/EA為低電平時，此時為有效狀態(tài)，輸出(0000HFFFFH)，當/EA為高電平時，此時為無效狀態(tài)。ADC0809是具備A/D轉(zhuǎn)換器為8位、多路開關(guān)為8路，它是可以和單片機直接接口。下表52為 ADC0809的通道選擇表。Inter8253有較多特殊的特點，下面就可編程計時/計數(shù)器intel8253的功能進行簡單的介紹。表53 控制功能表CSRDWRA1A0功能01000寫計數(shù)器001001寫計數(shù)器101010寫計數(shù)器201011寫控制字00100讀計數(shù)器000101讀計數(shù)器100110讀計數(shù)器200111無操作1XXXX禁止使用011XX無操作2. Intel8253芯片內(nèi)部有計數(shù)器0、計數(shù)器1和計數(shù)器2三個計數(shù)器，他們的機構(gòu)功能相同，沒有什么差別。4. Intel8253芯片中具有3個各自工作的計數(shù)通道，它們都采用門控信號有效時，每輸入一次脈沖作減1的計數(shù)方式。相信數(shù)字控制系統(tǒng)在今后的發(fā)展中具有更高的發(fā)展前景。本論文主要分下列幾點介紹了數(shù)字化雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。4. 然后用Matlab仿真軟件對電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)（雙閉環(huán)）進行仿真調(diào)試，為了達到最佳直觀清晰地效果，不斷地對其參數(shù)進行修改。運用計算機控制后，使得調(diào)速系統(tǒng)變?yōu)閿?shù)字化控制，用單片機控制的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)有很多優(yōu)點，例如：性價比高、精確度特別高、較高的系統(tǒng)可靠性，方便簡單的制作操作、電機運行的動態(tài)性能較高等。通過與侯老師的溝通學習使我學到了許多寶貴的東西,使我獲益匪淺終生難忘。真心的謝謝你們！最后我要感謝在此次畢業(yè)論文中幫助我的朋友們和在遠方的父母親，是你們的鼓勵才讓我能夠堅定信心我能順利并成功的完成。關(guān)鍵詞：單片機，直流電機的速度控制，控制電路，PI控制算法1．簡介電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展使直流電機的轉(zhuǎn)速控制逐步從模擬轉(zhuǎn)向數(shù)字，目前，廣泛采用晶閘管直流調(diào)速傳動系統(tǒng)設(shè)備（如可控硅晶閘管，SCR）在電力拖動控制系統(tǒng)對電機供電已經(jīng)取代了笨重的FD發(fā)電機電動機系統(tǒng)，尤其是單片機技術(shù)的應(yīng)用使速度控制直流電機技術(shù)進入一個新階段。在本文中，我們將介紹一種基于單片機PIC16F877單片機的直流電機速度控制系統(tǒng)的分類。在調(diào)節(jié)觸發(fā)電路的速度設(shè)置電位器RP1由PIC16F877減少時，AN1輸入電壓下降使輸出控制的角度，和晶閘管隨流角。電動機的勵磁是由單一的整流電路供電，并防止無法控制的高速事故通過電機的勵磁損耗引起的，在激勵電路中，串聯(lián)電流繼電器KA，和動作電流可以通過調(diào)節(jié)電位器RP。圖3 主電路圖設(shè)計按下啟動按鈕開關(guān)SW，使接觸器KM和KM回路，常開觸點閉合，其常閉觸點打開，并啟動按鈕自鎖，主電路連接，與晶閘管調(diào)速電路通過改變雙向晶閘管的控制角控制的交流輸出，并通過橋梁得到直流整流和濾波，同時，電機通過整流勵磁電路獲得激勵開始工作。圖2 系統(tǒng)硬件模塊框圖該系統(tǒng)主要由主開關(guān)，電機勵磁電路，晶閘管調(diào)速控制電路（包括 轉(zhuǎn)速表電路），整流濾波電路，平波電抗器放電電路，能耗制動電路，整個系統(tǒng)采用閉環(huán)PI調(diào)節(jié)器控制的實現(xiàn)。單片機具有高性能，體積小，速度快，優(yōu)點很多，價格便宜和可靠的穩(wěn)定性，廣泛的應(yīng)用和強勁的流通，它可以提高控制能力和履行的要求實時控制（快速反應(yīng)）。s analog / digital converter module pin PIC16F877 analog voltage RA1 / AN1 set thyristor angle control (setting motor speed value), change the setting potentiometer RP1 and thyristor correspondingly changing the setting value of the control angle, and the output value of the tachometer input circuit from the pin RA1 / AN1 PIC16F877 of, and value as speed feedback value obtained by A / D conversion. SCM system in the oscillation frequency of 4MHz, and based on the characteristics PIC16F877 order cycle, thyristor controlled angular resolution is the reciprocal of the oscillation frequency of the microcontroller 1μ quarter, that is, in the halfwave duration 10ms power, the control angle may reach 10,000 The step, the full realization of the motor stepless control. speed circuit designTachometer circuit consists of an optical encoder disk accretion and rotor and electrical pulse amplification shaping circuit. The proportion of fixed electrical pulse frequency and motor speed, and by amplifying shaping by the optical encoder output pulse from the pin RC0 / T1CK1 PIC16F877 as a standard TTL input level, calculated by counting TMR1 counter speed and pare with the preset get the difference between speed and velocity, PI achieve operational value of this difference is increased control and PIC16F877 microcontroller, and thyristor control angle is changed two voltage effective port CCP2 motor to control speed.5. Software DesignObtained thyristor control angle smaller overshoot, speed closedloop control system we designed I as a typical system, the PI regulator, it is time to adjust the angle of the thyristor control, the control algorithmIn the system software design module includes CCP1 rise capture module, CCP1 drop capture module, control the angle setpoint A / D converter module, tachometer pulse timing circuit counting module positive, PI adjusting module and CCP2 pare output module program flow chart , 6. In conclusionSpeed control system PIC16F877 microcontroller triac trigger circuit design article has many features simple structure, reliable operation, wide adjustment range, good continuity of current and quick response in small and mediumsized DC motor speed control systems, and rotational