全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统的研究.docx

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全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统的研究

摘要

当今，自动化控制系统己经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流调速控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。

本文主要研究直流调速系统，它主要由三部分组成，包括控制部分、功率部分、直流电动机。

长期以来，直流电动机因其具有调节转速比较灵活、方法简单、易于大范围内平滑调速、控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。

微机技术的快速发展，在控制领域得到广泛应用。

本文对基于微机控制的双闭环可逆直流PWM调速系统进行了较深入的研究，从直流调速系统原理出发，逐步建立了双闭环直流PWM调速系统的数学模型，用微机硬件和软件发展的最新成果，探讨一个将微机和电力拖动控制相结合的新的控制方法，研究工作在对控制对象全面回顾的基础上，重点对控制部分展开研究，它包括对实现控制所需要的硬件和软件的探讨，控制策略和控制算法的探讨等内容。

在硬件方面充分利用微机外设接口丰富，运算速度快的特点，采取软件和硬件相结合的措施，实现对转速、电流双闭环调速系统的控制。

论文分析了系统工作原理和提高调速性能的方法，研究了IGBT模块应用中驱动、吸收、保护控制等关键技术。

在微机控制方面，讨论了数字触发、数字测速、数字PWM调制器、双极式H型PWM变换电路、转速与电流控制器的原理，并给出了软、硬件实现方案。

该方案以89C52微机为核心，分别采用了8255,8253,8279,ADC0809,741914等芯片与一些外围电路。

通过实时测试与调节电动机的转速/电流，此调速系统可获得快速、精确的调速效果。

关键词：

直流可逆调速，数字触发，PWM，数字控制器

Abstract

Today,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.Byrealtimetestingdandadjustingthemotor’svelocity/current,thistimingsystemcangetquickandexacttimingresult.

Keywords:

reversibleDCtimingsystem,numbertouchoff,Pulse-WidthModulation,numbercontroller

目录

第1章引言......................................................................................................……....1

1.1电气传动技术发展现状.......................................................................……......1

1.2微机控制电机的发展和现状.........................................................…….............1

1.3电机微机控制系统的特点...............................................................……...........2

1.4本课题在实际应用方面的意义和价值..........................................……............2

第2章单闭环控制直流脉宽调速系统...................................................……..........4

2.1单闭环直流调速系统简介...............................................................……..........4

2.1.1直流电动机的调速方案.........................................................…….............4

2.1.2调速系统的静态指标..............................................................……............5

2.2开环系统机械特性和闭环系统静特性.........................................….................6

2.3采用比例调节器的单闭环控制脉宽调速系统..............................…................7

2.4比例积分单闭环脉宽控制系统（无静差系统）..............................……..............8

2.5本章小结.............................................................................................…............9

第3章微机控制双闭环可逆直流PWM调速系统原理设计......…....................11

3.1转速、电流双闭环调速系统及其静特性..........................…..........................11

3.1.1问题的提出......................................................................…......................11

3.1.2转速、电流双闭环调速系统的组成..........................…….......................12

3.1.3稳态结构图和静特性.............................................................…...............13

3.1.4各变量的稳态工作点和稳态参数计算..................................…..............14

3.2双闭环脉宽调速系统的动态性能...............................................…................15

3.2.1动态数学模型......................................................................…..................15

3.2.2起动过程分析..................................................................…...…...............15

3.2.3动态性能和两个调节器的作用.............................................…...............17

3.3电流调节器和转速调节器的设计................................................…...............18

3.3.1电流调节器的设计........