直流双闭环调速系统课程的设计.doc

 《电力拖动与运动控制系统》 课程设计 姓 名： xxx 学 号： zzz专 业： c专 题： 双闭环直流调速系统的设计 指导教师： vbb 设计地点： vvbb 2012 年 5 月 课程设计任务书 专业年级 hj学号 j 学生姓名 xcxx 任务下达日期：2012年5月15日 设计日期： 2012年5月18日 至 2012年5月30日 设计专题题目：双闭环直流调速系统的设计 设计主要内容和要求： 直流调速系统凭借其优良的调速性能在现场中得到了广泛使用，虽然交流电机得到了越来越多的使用，但直流调速系统的理论完全适用于交流电机调速系统的设计。 针对附录中提供的直流电机参数，进行直流电机调速系统的设计。要求该直流调速系统调速范围宽、起制动性能好、可四象限运行，具体设计内容如下。 1. 根据直流调速系统的要求，制定系统总体方案，主要包括如下方面： (1) 对现有的直流调速产品进行调查，并运行所学知识加以分析。要求必须给出一种具有代表性的直流调速产品，并给出系统控制框图； (2) 给出本设计中拟采用的主电路拓扑结构，并给出选择依据； (3) 采用数字处理器作为控制器，对目前调速系统中采用的数字处理器进行调查，并选择一款用于本系统的数字处理器。 2. 直流调速系统的主电路设计，针对总体方案中选定的主电路拓扑结构，并结合附录中提供的直流电机参数进行如下设计： (1) 功率器件的选型，要求给出依据； (2) 针对所选择的功率器件，给出其触发或驱动电路的原理图，并对驱动电路的原理简要说明； (3) 根据系统控制要求，选择相应的电压、电流和温度等传感器，要求给出具体型号； (4) 要求在主回路设计中需给出相应的保护电路。 3. 直流调速系统的控制理论 (1) 给出双闭环直流调速系统的动态结构框图； (2) 根据直流电动机和主回路参数，确定动态结构框图的具体参数； (3) 运用工程化设计方法对直流调速系统的调节器进行参数设计，要求必须给出限幅的具体参数及依据； (4) 根据设计的PI调节器参数，要求给出带有内外限幅的PI调节器的模拟量电路图； (5) 给出直流调速系统的完整结构框图。 4. 双闭环直流调速系统的Matlab仿真 (1) 根据上述双闭环直流调速系统的动态结构框图，建立Matlab仿真模型，并对调节器参数设计的合理性进行验证； (2) 运用Matlab/Simulink下的电机模型，建立基于电机模型的仿真模型，并对调节器的参数作出调整。 5. 数字控制器的设计 (1) 硬件设计：根据所选数字处理器，进行相应硬件电路的设计，要求包括PWM输出、AD采样及信号处理电路、编码器接口等； (2) 软件设计：给出双闭环直流调速系统的整体控制流程图，并给出增量式PI调节器、数字测速的程序流程框图。 指导教师签字： 日 期：摘 要 在电气时代的今天，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。直流电机是最常见的一种电机，在各领域中得到广泛应用。研究直流电机的控制和测量方法，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。电机调速问题一直是自动化领域比较重要的问题之一。不同领域对于电机的调速性能有着不同的要求，因此，不同的调速方法有着不同的应用场合。本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究，并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。首先描述了变频器的发展历程，提出了PWM调速方法的优势，指出了未来PWM调速方法的发展前景，点出了研究PWM调速方法的意义。应用于直流电机的调速方式很多，其中以PWM变频调速方式应用最为广泛，而PWM变频器中，H型PWM变频器性能尤为突出，作为本次设计的基础理论，本文将对PWM的理论进行详细论述。在此基础上，本文将做出SG3525单片机控制的H型PWM变频调速系统的整体设计，然后对各个部分分别进行论证，力图在每个组成单元上都达到最好的系统性能。：直流调速PWM ；SG3525 ；直流电机 摘 要 4 第一章 直流调速系统的方案设计 7 1.1 设计技术指标要求 7 1.2 现行方案的讨论与比较 7 1.3 选择PWM控制系统的理由 8 1.4 采用转速电流双闭环的理由 8 第二章 直流调速系统主电路设计 9 2.1具有代表性的直流调速产品 9 2.1.1产品介绍 9 2.1.2 产品设计 10 2.2本设计的采用的主电路扩扑结构及选择依据 11 2.2.1主电路的扩扑结构 11 2.3数字处理器的选择 12 2.3.