基于单片机的直流双闭环调速系统毕业设计.doc

目 录 摘要……………………………………………………………………………………3 前言……………………………………………………………………………………4 第一章 系统硬件电路的设计………………………………………………………5 第一节 系统方案选择与总体设计…………………………………………………5 1.1.1 调速方案的选择……………………………………………………………5 1.1.2 双闭环直流调速系统电路原图……………………………………………6 1.1.3 双闭环直流调速系统动态数学模型 ………………………………………6 1.1.4 数字控制双闭环直流调速系统方图………………………………………7 1.1.5 数字式双闭环直流调速系统硬件图………………………………………8 1.1.6 8051单片机简介……………………………………………………………9 第二节 主电路设计与参数计算…………………………………………………10 1.2.1 整流变压器的计算与设计…………………………………………………10 1.2.2 开关器件IGBT参数计算与选择…………………………………………11 1.2.3 电阻电容的选择……………………………………………………………11 1.2.4 整流功率二极管的选择……………………………………………………11 1.2.5 平波电抗器的选择与计算…………………………………………………11 1.2.6 快速熔断器的选择与计算…………………………………………………11 第三节 调节器的选择与计算……………………………………………………12 1.3.1 确定电流调节器时间常数…………………………………………………12 1.3.2 电流调节器结构的选择……………………………………………………12 1.3.3 电流调节器参数计算………………………………………………………13 1.3.4 确定转速调节器时间常数…………………………………………………13 1.3.5 转速调节器结构的选择……………………………………………………13 1.3.6 转速调节器参数计算………………………………………………………14 第四节 PWM信号发生电计………………………………………………………14 1.4.1 PWM的基本原理…………………………………………………………14 1.4.2 PWM信号发生电路设计…………………………………………………15 1.4.3 PWM发生电路主要芯片工作原理………………………………………16 第五节 功率驱动模块及光耦隔离设计…………………………………………17 1.5.1 功率驱动模块………………………………………………………………17 1.5.2 光电耦合隔离………………………………………………………………18 第六节 A/D转换及芯片选择………………………………………………………19 1.6.1 芯片ADC0809介绍…………………………………………………………19 1.6.2 ADC0809引脚及其功能表…………………………………………………19 第七节 测速环节设计……………………………………………………………20 1.7.1 旋转编码器的原理及选择…………………………………………………20 1.7.2 M法测速的实现……………………………………………………………21 第八节 键盘显示单元……………………………………………………………21 第二章 系统软件程序的设计……………………………………………………22 第一节 主程序设计………………………………………………………………23 第二节 PI控制子程序设计………………………………………………………24 第三节 M法数字测速程序………………………………………………………26 故障保护程序设计………………………………………………………28 第二章 系统MATLAB仿真…………………………………………………………32 第一节 系统建模与参数设置……………………………………………………32 3.1.1 直流电机的数学模型………………………………………………………32 3.1.2 转速电流双闭环调速系统的数学模型…………………………………32 3.1.3 建立仿真模型………………………………………………………………33 仿真结果…………………………………………………………………33 结论…………………………………………………………………………………35 结束语………………………………………………………………………………36 参考文献……………………………