基于dsp的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)-資料下載頁
2024-11-12 15:33本頁面
【導(dǎo)讀】利用ICETEK-F2812-EDU實驗箱完成直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)分析與設(shè)計。1．給出直流電機(jī)調(diào)速原理分析；可設(shè)定電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，轉(zhuǎn)速；2．可實時測量電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速，并在LED數(shù)碼管上顯示出來；3．可對電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使其轉(zhuǎn)速趨近于設(shè)定值；4．完成硬件原理圖，繪制PCB板，撰寫課程設(shè)計說明書。本實驗是基于DSP直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，從三方面來進(jìn)行方案的。選擇與比較，首先是測速方案的選擇，其次是pwm波的產(chǎn)生及測速方法的選擇。光電式目前是一種比較常用的計數(shù)式。轉(zhuǎn)速測量儀，此種方法離不開重要的部件光電編碼器。其中光電元件的測量精度較高，能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的機(jī)械位置，從。而間接的反映出與電機(jī)連接的機(jī)械負(fù)載的準(zhǔn)確的機(jī)械位置，從而達(dá)到精確控制電機(jī)位置的目的。本文中我將介紹高精度的光電編碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理與位置檢測的方法。用“0”來表示;涂黑的部分是不透光的，用“1”來。而需要提高分辨率時，可利用帶90度相位差A(yù)，B的兩路信號，對原脈沖數(shù)進(jìn)行倍頻。
【正文】 器是一種工業(yè)控制中通用的控制器 ,但由于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性 ,往往出現(xiàn)意想不到的情況 ,如在某種情況下設(shè)計好的 PID控制參數(shù)不能滿足另一種情況工業(yè)生產(chǎn)的需求。而常規(guī)的數(shù)字 PID控制器不具有在線整定參數(shù) Kp、 Ki、 Kd 的功能 ,使得其不能滿足系統(tǒng)在不同偏差 |e|及差變化率 |△ e|下對 PID 參數(shù)的不同要求 ,從而影響了控制器控制品質(zhì)的進(jìn)一步提高。本設(shè)計在數(shù)字 PID 控制器的基礎(chǔ)上 ,采用積分分 離 PID 控制方法 ,即當(dāng)系統(tǒng)誤差較大時 ,取消積分環(huán)節(jié) ,避免由于積分累積引起系統(tǒng)較大的超調(diào) 。當(dāng)系統(tǒng)誤差較小時 ,弓 }入積分環(huán)節(jié) ,以消除誤差 ,提高系統(tǒng)的控制精度。 基于 DSP的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)， 首先必須明確 PID算法是基于反饋的。一般情況下，這個反饋就是速度傳感器返回給 DSP當(dāng)前電機(jī)的轉(zhuǎn)速。簡單的說，就是用這個反饋跟預(yù)設(shè)值 r（ t） 進(jìn)行比較，如果轉(zhuǎn)速偏大，就減小電機(jī)兩端的電壓；相反，則增加電機(jī)兩端的電壓。 根據(jù)給定信號和反饋信號相減得到的偏差信號來計算控制量 u， 模擬 PID原理框圖如圖所示，其中 rt 為系統(tǒng)給定值， ct 為實際輸出， ut 為控制量， PID控制解決了自動控制理論所需解決的最為基本的問題，即系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性。 模擬 PID 原理框圖 12 2)參數(shù)調(diào)整一般步驟 PID 控制器參數(shù)的選擇有兩種可用的方法 :理論設(shè)計法及實驗確定法。理論設(shè)計法確定 PID控制參數(shù)的前提是要有被控對象準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型 ,在電機(jī)控制中 ,這一點是很難實現(xiàn)的。因此 ,通常采用湊試法和實驗經(jīng)驗法兩種方法來確定 PID控制參數(shù)。其中 ,實驗經(jīng)驗法是利用他人已取得的經(jīng)驗 ,并根據(jù)一定的 要求事先做少量的實驗 ,得到基準(zhǔn)參數(shù) ,然后按照經(jīng)驗公式 ,由這些基準(zhǔn)參數(shù)導(dǎo)出控制器參數(shù)。湊試法是通過模擬或閉環(huán)運行觀察系統(tǒng)的響應(yīng)曲線 (如階躍響應(yīng) ),然后根據(jù)各調(diào)節(jié)參數(shù)對系統(tǒng)響應(yīng)的大致影響 ,反復(fù)湊試 ,改變參數(shù) ,以達(dá)到滿意的響應(yīng) ,從而確定 PID控制其參數(shù)。在湊試時 ,可以根據(jù)控制器各參數(shù)對控制過程的影響 ,采用先比例、后積分、再微分的順序反復(fù)調(diào)試具體的整定步驟如下 : (l)首先只整定比例部分 ,將比例系數(shù)由小變大 ,并觀察相應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng) ,直至得到反應(yīng)快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線； (2)積分環(huán)節(jié)的整定過程：整定時首先置積分常數(shù)為一 較大值 ,并將經(jīng)第一步整定得到的比例系數(shù)略微減小 (如降為原值的 80%),然后逐漸減小積分常數(shù) ,并根據(jù)響應(yīng)曲線的好壞反復(fù)改變比例系數(shù)和積分系數(shù) ,使在保持系統(tǒng)良好動態(tài)性能的情況下 ,穩(wěn)態(tài)誤差得到消除 ,由此得到相應(yīng)的整定參數(shù)。模擬 PID控制器的控制表達(dá)式為 : 式中， e（ t）為系統(tǒng)偏差， Ti積分時間常數(shù)。 Td 微分時間常數(shù)。 T 調(diào)節(jié)周期。 但在實驗過程中我們只 確定比例增益 、 確定積分時間常數(shù) Ti 控制，而微分時間控制較為復(fù)雜，我們并不采用微分控制，只采用比例控制和積分控。 13 四、調(diào)試結(jié)果分析及結(jié) 在調(diào) 試過程中比較順利能正常顯示 ．可設(shè)定電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，轉(zhuǎn)速；并且可實時測量電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速，并在 LED數(shù)碼管上顯示出來；可對電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使其轉(zhuǎn)速趨近于設(shè)定值；滿足設(shè)計要求。如圖所示，當(dāng)設(shè)計的轉(zhuǎn)速 1750r/min時，系統(tǒng)能達(dá)到的轉(zhuǎn)速 1749r/min，跟蹤效果能達(dá)到要求，誤差為 %，很多時候甚至能達(dá)到 0誤差，可見此系統(tǒng)的調(diào)速方案能達(dá)到設(shè)計要求。結(jié)果顯示如下圖所示： 占空比為 40% 14 占空比 62% 占空比為 70% 整體調(diào)試過程實驗圖 15 16 五、指導(dǎo)教師評語及學(xué)生成績 指導(dǎo)教師評語 : 年 月 日 成績 指導(dǎo)教師 (簽字 ): 參考資料料： 【 1】徐科軍 ,張瀚 ,陳智源 .TMS320X281xDSP 原理與應(yīng)用 .北京 .北京航空航天大學(xué)出版社 【 2】《青海大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 )》 2020 年 06 期 . 基于 DSP 的直流電機(jī)調(diào)速、測速系統(tǒng)設(shè)計 【 3】于海生等 .計算機(jī)控制技術(shù) .機(jī)械工業(yè)出版社 【 4】劉勝 ,彭俠夫 ,葉瑰昀 .現(xiàn)代伺服系統(tǒng)設(shè)計 .哈爾濱 .哈爾濱工程大學(xué) 【 5】胡壽松 . 自動控制原理 .機(jī)械工業(yè)出版社 【 6】徐科軍 張翰 陳智淵 . TMS320X281xDSP 原理及應(yīng)用 .北京航空航天出版 XVII
試題試卷相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1