单片机的交流电机转动控制系统设计.docVIP

编号： 　毕业设计(论文)书 题 目： 转动控制系统设计 学　　院： 机电工程学院 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 姓 名： 职 称： 题目类型：(理论研究 (实验研究 (工程设计 (工程技术研究 (软件开发 20年月日 Abstract This design is the use of MCU (AT89S52) as the core of inexpensive, highly efficient Single-phase asynchronous AC motor speed control system; the motor speed control method and control circuit are analyzed and designed, completed the acquisition of small AC motor speed, calculation, display . The method uses advanced Zero transfer function, a successful way to replace the commonly used power regulation with voltage regulation by controlling the thyristor on-off ratio to regulate the motor output power, and the non-uniform sampling points separated incremental PID control algorithm is applied to AC motor speed control. Achieved in the design of motor speed measurement, solving the PID algorithm is integral saturation problem. Keywords：speed control; PID control; Zero transfer function; AT89S52 目 录 引言 1 1 设计方案论证 2 1.1 系统结构方案论证 2 1.2 转速测量方案论证 2 1.3 电机驱动方案论证 3 1.4 键盘显示方案论证 3 2 系统原理框图设计 4 3 各模块的分析、计算和硬件电路设计 5 3.1 速度测量电路的设计 5 3.1.1 转速/频率转换电路的设计 5 3.1.2 脉冲滤波整形电路的设计 5 3.2 电机驱动电路的设计 6 3.2.1 过零检测电路 6 3.2.2 可控硅触发电路 7 3.3 LCD显示电路与单片机的接口设计 8 4 系统总程序框图设计 8 5 系统各部分子功能程序设计 10 5.1 电机转速测量程序设计 10 5.2 键盘程序设计 11 5.3 LCD显示子程序设计 11 6 数字PID及其算法改进 12 6.1 PID控制基本原理 12 6.2 三个基本参数Kp、Ti、Td在实际控制中的作用研究 13 6.3 数字PID控制算法 14 6.3.1 位置式PID算法 14 6.3.2 增量式PID算法 15 6.4 PID算法的改进，“饱和”作用的抑制 16 6.5 PID控制算法的单片机程序实现 18 7 系统的调试过程与测试 20 7.1 PID各项系数临街比例法整定 20 8 结束语 21 谢 辞 22 参考文献 23 附 录 24 附录1：系统硬件总图 24 附录2：系统PCB 24 附录3：程序清单 25 引言 随着生产的不断发展，速度可调成了传动装置的一项基本要求。目前交流电机调速技术的研究取得了极大的发展，在调速传动领域交流电机已有取代直流电机的趋势。在60 年代之前，交流电机调速常用串级调速，但是这种调速系统复杂，而且不容易控制。后来晶闸管研制成功，使交流电机调速技术迅速发展，出现了变频器，通过改变供电电源的频率来调节异步电动机的转速，这种调速方式可以获得很大的调速范围，很好的调速平滑性和足够的机械特性硬度，但成本高，控制系统复杂。在分析目前调速方案的基础上，本文提出了一种可控硅过零调功控制方案。 1 设计方案论证 根据设计任务，要求调速采用PID控制器，因此需要设计一个闭环交流电机控制系统。该系统使用过零调功调速，使电机速度等于设定值，并且