【正文】 從階躍擾動開始，到響應(yīng)曲線到達(dá)并不再超出允許誤差帶所需的最短時間間隔段稱為恢復(fù)時間。 調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo) 控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)可分為跟隨性能指標(biāo)和抗擾性能 指標(biāo)兩種。 ⑵ 靜差率 s 當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時，負(fù)載由理想空載增加到額定負(fù)載時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落 numn? 與理想空載轉(zhuǎn)速 0n 之比，稱為靜差率 s，表示為： （ 23） 顯然，靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)負(fù)載變化時轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定程度，而且調(diào)速范圍和靜差率這兩項(xiàng)指標(biāo)并不是彼此孤立的，只有同時提示才有意義。同時，由于電機(jī)的容量較大，又要求電流的脈動小。由于要求直流電壓脈動較小，故采用三相整流電路。通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置 GT 的控制電壓來移動觸發(fā)脈沖的相位，即可改變 dU ，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，且控制作用的快速性能好，提高系統(tǒng)動態(tài)性能。因此，調(diào)速系統(tǒng)以調(diào)壓調(diào)速為主，本設(shè)計(jì)采用調(diào)壓調(diào)速方式。此種方法使電動機(jī)從額定轉(zhuǎn)速向上變速，屬于恒功率調(diào)速方法，動態(tài)響應(yīng)慢，調(diào)速范圍小。 電動機(jī)型號的選擇 本次設(shè)計(jì)選用的電動機(jī)型號 Z232 型，額定功率 ，額定電壓 110V，額定電流 46A，額定轉(zhuǎn)速 1500r/min， 勵磁電壓 220V。根據(jù)目前的發(fā)展趨勢，展望未來，全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)必將向高性能、高精度的方向發(fā)展，朝著調(diào)試手段更加先進(jìn)，控制、通訊功能更豐富的方向邁進(jìn)，尤其是它的控制精度和平滑性還可以得到進(jìn)一步的提高。直流電動機(jī)具有良好的調(diào)速特性，可以平滑調(diào)速，調(diào)速范圍廣，操作方便；過載能力大，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可以實(shí)現(xiàn)頻繁的無級快速起、制動和反轉(zhuǎn)，因而能夠滿足生產(chǎn)過程中自動控制系統(tǒng)等各種不同場合的需要。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 3 隨著微電子技術(shù)，微處理器以及計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展，使調(diào)速控制的各種功能幾乎全部可通過微處理機(jī)，借助軟件來實(shí)現(xiàn) ,實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。 課題研究的目的和實(shí)際意義 數(shù)字化和智能化已被公認(rèn)為運(yùn)動控制系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，在直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用也已成為發(fā)展趨勢。特別是采用微處理器和其他先進(jìn)技術(shù)，數(shù)字式直流調(diào)速系統(tǒng)具有越來越具有優(yōu)良的控制性能，較高的精度和較強(qiáng)的抗干擾能力，在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。同時，控制電路已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高度集成化、小型化，可靠性及低成本，以上技術(shù)的應(yīng)用，使得直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)大幅度提升，應(yīng)用范圍不斷地?cái)U(kuò)大，直流調(diào)速系統(tǒng)得到較大的發(fā)展。 數(shù)字化調(diào)速系統(tǒng)通過數(shù)字控制器和數(shù)字觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)調(diào)速控制，從而達(dá)到預(yù)期的控制精度和要求。由于直流電動機(jī)具有良好的機(jī)械特性和調(diào)速特性，調(diào)速平滑，方便，易于在大范圍內(nèi)進(jìn)行平滑調(diào)速，過載能力較大，能夠承受頻繁的沖擊負(fù)載，可以實(shí)現(xiàn)無級快速制動和反轉(zhuǎn)，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)過程中的特殊運(yùn)行要求，因此直流調(diào)速系統(tǒng)至今仍然被廣泛用于自動控制要求較高的生產(chǎn)過程，仍然是調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。 Doubleclosedloop 4 目 錄 第一章 緒論 .......................................... 1 引言 ............................................. 1 課題的背景 ........................................ 2 課題研究的目的和實(shí)際意義 ............................. 2 第二章 直流調(diào)速 系統(tǒng)理論研究和方案確定 ..................... 4 調(diào)速方案的選擇 ..................................... 4 電動機(jī)型號的選擇 .................................. 4 直流調(diào)速系統(tǒng)的控制方法的選擇 ........................ 4 電動機(jī)供電方案的選擇 ............................... 5 調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo) .................................. 6 調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)指標(biāo) ................................ 6 調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo) ............................. 6 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................... 8 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇 ..................................... 8 第三章 數(shù)字直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字 PID 控制 ................. 10 PID 調(diào)節(jié)器的基本原理 ................................ 10 PID 調(diào)節(jié)器的數(shù)字 化設(shè)計(jì) .............................. 11 位置式 PID 算法 .................................... 13 調(diào)速單元 PI 參數(shù)的整定 ................. 錯誤 !未定義書簽。 the hardware is highly integrated, the number of the parts is sharply minimized。 本論文在直流調(diào)速系統(tǒng)理論研究的基礎(chǔ)上，以 80C196KC 單片機(jī)為控制核心，對雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采了用 PID 控制算法、電流調(diào)節(jié)器采用了 PI算法，設(shè)計(jì)了一套全數(shù)字直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 沈陽化工大學(xué) 本科畢業(yè)論文 題 目： 直流電動機(jī) 雙閉環(huán)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 摘要 近年來，自動化控制系統(tǒng)在各行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，而直流調(diào)速系統(tǒng)作為電力拖動系統(tǒng)的主要方式之一，在現(xiàn)代化生產(chǎn)中起著十分重要的作用。并且介紹了直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的功能和特性，分析了雙閉環(huán) PID 控制的調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，確定 了電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的比例和積分系數(shù)。 as most functions are carried out by software, Moreover, as SCM works with digital signal, its control is flexible and its ability to antiinterference is very high. The paper is based on the theory of DC speed regulation. In this paper， a 80C196KC SCM is used as the processor for the speed control system of DC motor. The kind of speed controller is PID and that of current controller is PI. It is also discussed in this paper how to analyze the math model of double close loop speed control system by analyzing the functions and characteristics of the speed controlling system for DC motor， and find out the proportion and integral factors of the current and voltage loop. Moreover， the system adopted digital speed measuring method to enhance the accuracy of speed control. Key words： DC motor。 直流電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型 .............................. 15 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的分析 ...................... 16 比例、積分系數(shù)初值的確定 ........................... 17 5 第四章 主電路的設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 ........................... 19 變壓器的設(shè)計(jì) ...................................... 19 變壓器二次側(cè)電壓 U2的計(jì)算 .......................... 19 一次、二次側(cè)相電流 I I2的計(jì)算 ...................... 20 變壓器容量的計(jì)算 ................................. 20 晶閘管型號的選擇 ................................... 20 晶閘管的額定電壓 ................................. 20 晶閘管的額定電流 ................................. 21 直流調(diào)速系統(tǒng)的保護(hù) ................................. 21 過電壓保護(hù)和 dtdu 限制 ............................... 21 過電流保護(hù)和 dtdi 限制 ............................... 23 主電路及保護(hù)電路圖 ................................. 24 第五章 數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ....................... 26 采樣周期 T 的選擇 ................................... 26 主程序的設(shè)計(jì) ...................................... 26 數(shù)字測速的軟件設(shè)計(jì) ................................. 28 顯示模塊的軟件設(shè)計(jì) ................................. 31 觸發(fā)脈沖的軟件設(shè)計(jì) ................................. 31 第六章 總結(jié)與展望 .................................... 34 工作總結(jié) ......................................... 34 研究展望 ......................................... 35 致謝 ............................................... 36 參考文獻(xiàn) ............................................ 36沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒論 引言 按照拖動的電動機(jī)的類型來劃分，自動調(diào)速系統(tǒng)可以分為直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)兩大類。 在傳統(tǒng) 的直流調(diào)速系統(tǒng)中，控制回路全部采用模擬電子器件，如晶體管、各種線性運(yùn)算電路等，雖然一定程度上滿足了生產(chǎn)過程的要求，但是因?yàn)樵谑褂弥幸资芡饨绺蓴_影響，線路復(fù)雜、通用性差，而且容易老化，控制系統(tǒng)的效果受到器件性能、溫度等不確定因素的影響，致使系統(tǒng)的運(yùn)行特性也隨之變化，故系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性及準(zhǔn)確性得不到保證，可靠性較差。調(diào)速系統(tǒng)的控制方案是依靠軟件程序來實(shí)現(xiàn)，軟件的模塊化結(jié)構(gòu)可以實(shí)時增加、更改、刪減應(yīng)用程序，當(dāng)時及系統(tǒng)變化時也可以徹底更新，軟件控沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 2 制的這種靈活性大大增強(qiáng) 了控制器對被控對象的適應(yīng)能力，使各種新的控制策略和控制方法得到實(shí)現(xiàn) 。 隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動控制理論的發(fā)展，電力電子器件、超大規(guī)模集成電路和傳感器的 出現(xiàn)，電力拖動控制系統(tǒng)不斷向前發(fā)展。 直流調(diào)速系統(tǒng)，特別是雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最廣的電氣傳動裝置之一。直流調(diào)速系統(tǒng)是指人為地或自動地調(diào)節(jié)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，以滿足控制系統(tǒng)性能的要求。在數(shù)字化系統(tǒng)中，除具有常規(guī)的調(diào)速功能外，還具有故障報(bào)警，診斷及數(shù)據(jù)采集和顯示等功能，同時，數(shù)字系統(tǒng)通常具有較強(qiáng)的通信能力和較強(qiáng)的抗干擾能力。由于微機(jī)具有較高的性價比，因此在工業(yè)生產(chǎn)過程和設(shè)備控制中得到了廣泛的應(yīng)用。沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文