【正文】 第一章 緒論 2 制的這種靈活性大大增強(qiáng) 了控制器對(duì)被控對(duì)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) 。數(shù)字化調(diào)速系統(tǒng)是指用微機(jī)處理器代替以往的模擬調(diào)速器，它具有體積小、實(shí)現(xiàn)方便等優(yōu)點(diǎn)，不僅是一般的 PID 控制，就是復(fù)雜的矢量控制、非線性魯棒控制、模糊控制等方法都可以通過編程實(shí)現(xiàn)，這給設(shè)計(jì)和構(gòu)造調(diào)速系統(tǒng)帶來了許多便利。 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。在要求高起、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，快速響應(yīng)和較寬速度調(diào)節(jié)范圍的電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中，采用直流電動(dòng)機(jī)作為調(diào)速系統(tǒng)的執(zhí)行電機(jī)。 直流電動(dòng)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(hào)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(cè)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(dòng)的電動(dòng)機(jī)的類型來劃分，自動(dòng)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。 PID control。 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。 關(guān)鍵詞 ： 直流電動(dòng)機(jī)；調(diào)速； PID 控制；雙閉環(huán) Abstract In recent years, automation control system in all a wide range of applications and development, and dc speed control system as the main way of electric drive system in one of the modern production plays a very important role. With the development of the microelectronics, the use of the puter in speed regulation system simplified the system, reduces the volume， increases the reliability. The Optimum Control is achieved by the use of both classical methods and intelligent methods. The digital speed control system for DC motor, which use Chip Microputer(SCM) as its processor has many merits. The speed giving and speed measuring adopt digital method, the system can measure the speed accuracy within a wide range, which expand the speed control scope and enhances its precession。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)。 以單片機(jī)為控制核心的數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)有著許多優(yōu)點(diǎn)：由于速度給定和測(cè)速采用了數(shù)字化，能夠在很寬的范圍內(nèi) 高精度測(cè)速，所以擴(kuò)大了調(diào)速的范圍，提高了測(cè)速控制系統(tǒng)的精度；由于硬件的高度集成化，所以使得零部件數(shù)量大大減少；由于很多功能都是由軟件實(shí)現(xiàn)的，使硬件得以簡化，因此故障率??；單片機(jī)以數(shù)字信號(hào)工作，控制方法靈活便捷，抗干擾能力較強(qiáng)。 沈陽化工大學(xué) 本科畢業(yè)論文 題 目： 直流電動(dòng)機(jī) 雙閉環(huán)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 摘要 近年來，自動(dòng)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(dòng)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。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)在調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用使控制系統(tǒng)得到簡化，體積減小，可靠性提高，而且各種經(jīng)典和智能算法也都分別在調(diào)速系統(tǒng)中得到了靈活的應(yīng)用，以此來達(dá)到最優(yōu)控制效果。 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(duì)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)。此外，本次設(shè)計(jì)采用了數(shù)字式速度給定和數(shù)字式測(cè)速方法，大大提高了速度控制的精度。 the hardware is highly integrated, the number of the parts is sharply minimized。 Speed regulation。 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(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇 .................................. 4 直流調(diào)速系統(tǒng)的控制方法的選擇 ........................ 4 電動(dòng)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(dòng)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(cuò)誤 !未定義書簽。由于直流電動(dòng)機(jī)的電壓、電流和磁通的耦合較弱，使直流電動(dòng)機(jī)具有良好的運(yùn)行性能和控制特性 ，能夠在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，啟動(dòng)、制動(dòng)性能良好，其在20 世紀(jì) 70 年代以來一直在高精度，大調(diào)速范圍的傳動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位。由于直流電動(dòng)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(jí)快速制動(dòng)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(dòng)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。 隨著微電子技術(shù)、微處理器的出現(xiàn)和運(yùn)算速度的提高以及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)由原來的以模擬量反饋、模擬調(diào)速器為核心的連續(xù)