全數(shù)字化雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)畢業(yè)論文.doc

浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：全數(shù)字化雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的研究作者：章宏方系（部）：信息與電子工程系專業(yè)班級(jí)：工業(yè)電氣自動(dòng)化指導(dǎo)教師：葉文通職稱：講師2006年06月01日浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校信電系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I摘要當(dāng)今，自動(dòng)化控制系統(tǒng)己經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，而直流調(diào)速控制作為電氣傳動(dòng)的主流在現(xiàn)代化生產(chǎn)中起著主要作用。本文主要研究直流調(diào)速系統(tǒng)，它主要由三部分組成，包括控制部分、功率部分、直流電動(dòng)機(jī)。長(zhǎng)期以來(lái)，直流電動(dòng)機(jī)因其具有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速比較靈活、方法簡(jiǎn)單、易于大范圍內(nèi)平滑調(diào)速、控制性能好等特點(diǎn)，一直在傳動(dòng)領(lǐng)域占有統(tǒng)治地位。微機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，在控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文對(duì)基于微機(jī)控制的雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了較深入的研究，從直流調(diào)速系統(tǒng)原理出發(fā)，逐步建立了雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，用微機(jī)硬件和軟件發(fā)展的最新成果，探討一個(gè)將微機(jī)和電力拖動(dòng)控制相結(jié)合的新的控制方法，研究工作在對(duì)控制對(duì)象全面回顧的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)控制部分展開研究，它包括對(duì)實(shí)現(xiàn)控制所需要的硬件和軟件的探討，控制策略和控制算法的探討等內(nèi)容。在硬件方面充分利用微機(jī)外設(shè)接口豐富，運(yùn)算速度快的特點(diǎn)，采取軟件和硬件相結(jié)合的措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的控制。論文分析了系統(tǒng)工作原理和提高調(diào)速性能的方法，研究了IGBT模塊應(yīng)用中驅(qū)動(dòng)、吸收、保護(hù)控制等關(guān)鍵技術(shù)。在微機(jī)控制方面，討論了數(shù)字觸發(fā)、數(shù)字測(cè)速、數(shù)字PWM調(diào)制器、雙極式H型PWM變換電路、轉(zhuǎn)速與電流控制器的原理，并給出了軟、硬件實(shí)現(xiàn)方案。該方案以89C52微機(jī)為核心，分別采用了8255,8253,8279,ADC0809,741914等芯片與一些外圍電路。通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)試與調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速/電流，此調(diào)速系統(tǒng)可獲得快速、精確的調(diào)速效果。關(guān)鍵詞：直流可逆調(diào)速，數(shù)字觸發(fā)，PWM，數(shù)字控制器浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校信電系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIAbstractToday,autocontrolsystemshavebeenwidelyusedanddelelopedineveryWalkoflife,whileDCspeedregulationasthearteryintheareaofelectricdrivesystemsactsthemaineffectinmodernizationproduction.DCspeedregulationismainlymadeupofcontrolunite,poweruniteandDCmotor.Foralongtime，DCmotorhaspossessedthemainroleintheareaofelectricdrivefieldbecauseofitsneatlyadjust,easymethodandsmoothtiminginwiderage,also,itscontrolperformanceisverygood.Withtherapiddevelopmentofmicrocomputer,itiswidelyusedinthecontrolfield.ThispaperreserchesreversibleDC-PWMtimingsystemwithadual-converteranddual-closed-loop.BeginningwiththetheoryoftheDCtimingsystem,thisarticlehasbuildupthemathsmodelofthereversibleDC-PWMtimingsystemwithCentraladual-converteranddual-closed-loop，discussingamicrocomputerwithDC-drive.Basednewmethodthat0ntheoverallreviewofcontrolobject,theemphasisisputonthepartofcontrolsystem,whichincludesthediscussionofhardwareandsoftware,controlpolicyandalgorithm,etc.Inthehardware,itfullyutilizestheadvantageofmicrocomputerthatareabundantinterfaceandfastspeedsoastorealizethecontrolofthesystem.ThispaperanalyzestheworkingprinciplesofthesystemandsomekeytechnicalissuesoftheapplicationbasedontheIGBTapparatus,whichincludedrivecircuit,snubbercircuit,protectionandcontrollingthequantityofheat,andsoon.Intheaspectofmicrocomputercontrol,ithasdiscussedtheprincipleofnumbertouchoff、numbervelocitytesting、current/velocitycontroller、numberPWMmodulatorandpresentsthehardware/softwareschemetoachieveit.Thisschemeisbasedonthecoreof89C52singlechip,usingthechipsof8255/8253/8279/ADC0809/74191andsomeperipheralcircuits.Byrealtimetestingdandadjustingthemotorsvelocity/current,thistimingsystemcangetquickandexacttimingresult.Keywords:reversibleDCtimingsystem,numbertouchoff,Pulse-WidthModulation,numbercontroller浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校信電系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III目錄第1章引言.11.1電氣傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀.11.2微機(jī)控制電機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)狀.11.3電機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn).21.4本課題在實(shí)際應(yīng)用方面的意義和價(jià)值.2第2章單閉環(huán)控制直流脈寬調(diào)速系統(tǒng).42.1單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介.42.1.1直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案.42.1.2調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)指標(biāo).52.2開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性.62.3采用比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)控制脈寬調(diào)速系統(tǒng).72.4比例積分單閉環(huán)脈寬控制系統(tǒng)(無(wú)靜差系統(tǒng)).82.5本章小結(jié).9第3章微機(jī)控制雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)原理設(shè)計(jì).113.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性.113.1.1問(wèn)題的提出.113.1.2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成.123.1.3穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性.133.1.4各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算.143.2雙閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能.153.2.1動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型.153.2.2起動(dòng)過(guò)程分析.153.2.3動(dòng)態(tài)性能和兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用.173.3電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì).183.3.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì).183.3.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì).193.4可逆PWM變換器.203.4.1可逆PWM變換器上作原理.203.4.2IGBT緩沖電