cuhjwww全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统的研究论文.docx

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cuh%jwww全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统的研究论文.txt*一篇一篇的翻着以前的的签名,那时候的签名有多幼稚就有多么的幼稚。

你连让我报复的资格都没有-〞好想某天来电显示是你的号码。

好想某天你的状态是为我而写。

　有些人，我们明知道是爱的，也要去放弃，因为没结局、

.~

①我们‖打〈败〉了敌人。

　　②我们‖〔把敌人〕打〈败〉了。

全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统的研究论文

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章引言一...................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本章小结一...............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.............................18

3.3.2转速调节器的设计.............................19

3.4可逆PWM变换器.....................................20

3.4.1可逆PWM变换器上作原理.........................................20

3.4.2IGBT缓冲电路...............................23

3.5脉宽调速系统的开环机械特性....................24

3.6脉宽调速系统的电流脉动量和转速脉动量......................25

3.6.1电流脉动量一一一一..............25

3.6.2转速脉动量一一.....................28

3.7脉宽调制器和PWM变换器的传递函数............................31

3.8电力晶体管的开关过程、开关损耗和最佳开关频率..................................31

3.8.1开关过程一一一一..................31

3.8.1.1开通时间一一一...............31

3.8.1.2关断时间一一一...............32

3.8.2开关损耗一一一一................33

3.8.3最佳开关频率一一一一......33

3.9本章小结一.....34

第4章双闭环可逆直流PWM调速系统的硬件设计....................35

4.1双闭环可逆直流PWM调速系统简介.........................35

4.2双闭环可逆直流PWM调速系统总体设计.................36

4.3主要芯片的选择一一...........36

4.3.1单片机的选择.............................36

4.3.28253可编程定时器/计数器芯片.......................37

4.3.38279可编程键盘、显示接口芯片...................37

4.3.4A/D转换芯片ADC0809........38

4.4高精度数字测速电路........................38

4.4.1M/T法测速原理......................39

4.4.2数字测速硬件电路.....................40

4.5键盘/显示接口一一一一........40

4.6全数字PWM调制器一一.....42

4.7泵升电压限制电路一一.......43

4.8本章小结一一一一.................44

第5章调速系统的软件设计一一一......45

5.1软件设计的基本要求........................45

5.2软件的结构设计一一一.........45

5.3软件的编制一一一一.............47

5.3.1微机头文件的设置...................47

5.3.2主程序设计一一一一....47

5.3.3数字电流调节器和数字转速调节器的算法及软件实现............49

5.4系统的软件抗干扰措施.................53

5.4.1模拟输入信号的噪声滤波.......53

5.4.2防止程序运行失常的软件措施..54

5.4.3软件冗余技术一一.........55

第6章硬件电路的改进一一一一...........56

第7章总结一..............58

参考文献一一一一........59

致谢一一一一.........60

附录A系统硬件原理图一一一一.......61

附录B系统程序清单一一一一............62

全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统的研究论文

中国电子口岸平台，政府与政府部门、政府部门与企业之间可实现数据交换和共享。

数据交换对象包括国家行政管理机关、社会团体、事业单位、国内外企业、驻华使领馆、个体工商户等;连接方法有:

PSTN,ISDN,ADSL,DDN,FR,ATM等有线或GRPS,CDMA等无线接入方式;交换格式包括EDFACT,XML,HTML,WML,SWIFT等。

2.3.2事务处理功能.

中国电子口岸可为政府部门和企业办理核销审批、加工贸易合同审批、减免税审批、报关单申报、进出口许可证件和外汇核销单和申领、结付汇核销、保税区台帐申请、ATA单证申请等提供实时在线服务。

2.3.3身份认证功能.

电子政务网上操作谁也见不到谁，不仅要解决安全问题，更要解决信任问题，否则发生法律纠纷难以判定法律责任。

中国电子口岸入网用户都要经过工商、税务、质检、外贸、海关、外汇等6个职能管理部门严格的入网资格审查，才能取得入网IC卡开展网上业务，从而有效解决网上业务信任关系和法律责任问题。

身份认证包括:

对工商、税务、海关、外汇、外贸、技术监督局等政府部门的身份认证;对进出口企业、加工贸易企业、外贸工业服务企业、外贸附属企业的身份认证;对个体工商户的身份认证。

2.3.4存证举证功能.

根据国家行政管理机关的授权以及上海电子口岸数据中心与各用户单位之间签订的协议，上海电子口岸数据中心针对部门联网应用项目承担存证举证的责任，电子数据存证期为20年。

2.3.5标准转换功能.

按照国家行政管理机关各部门以及企业用户的需要，由上海电子口岸数据中心对交换数据进行代码转换，如组织机构代码转换，业务单证代码转换，参数数据代码转换。

2.3.6查询统计功能.

根据提供共享业务数据主管部门或单位的授权，有控制地开放数据查询和统计服务。

共享数据包括进出口报关单数据、企业经济户口档案数据、外汇核销单数据、海陆空铁邮及快件等货运数据、知识产权数据等。

2.3.7网上支付功能.

针对用户支付税费和货款的需求，由中国银行、工商银行、农业银行、交通银行、招商银行等商业银行在中国电子口岸设立网上银行，为用户开设电子帐户，提供资金支持、信用担保、帐务管理等多种金融服务。

2.3.8网络隔离功能.

企业及个人与政府部门的联网通过电子口岸实现"一点接入"，使上海电子口岸成为上海市政府网关，并实现政府网与互联网的逻辑隔离，从而确保政府网络的安全性。

3.文献综述

3.1国内研究现状

上海海关关长孙毅彪在题为《共识?

共进?

共赢－－长三角通关管理一体化新思路》的报告中指出加快推进地方电子口岸建设，深化"大通关"工程建设扩大上海电子口岸的应用面，实现上海口岸所有管理部门和相关单位的"一点式"接入。

拓宽上海电子口岸的覆盖范围，与长三角和长江流域主要口岸城市互联，推动长三角各地方电子口岸的互通和对接。

同时，加强与地方党政机关、口岸相关单位的联系和沟通，按照区域通关改革的进度和要求，协调口岸相关管理部门实施配套改革，建立海关与口岸管理部门的协作机制，有效提升区域整体通关效率。

中国海关杂志专栏评论学者刑海洋也在相关文章中指出口岸是国家的门户，在对外开放和经济发展中发挥重要作用。

随着我国改革开放以来，特别是我国加入WT0后，对外贸易量增大，就更有必要建设和完善电子口岸。

针对目前上海市的电子口岸发展存在的一下特征:

1.外经贸企业对发展电子口岸的意识薄弱

2.电子口岸的发展缺乏专业性服务

3.电子商务的安全问题是影响其发展的又一大障碍

4.普遍缺乏国际电子口岸的商务人才

他提出了以加强部门间的协调,加大宣传力度,务实地发展电子口岸,培养适应电子口岸发展的专门人才来推进本地区电子口岸发展的进程.明确了地方政府在口岸建设中具有组织和管理能力，政府必须努力提高电子口岸的调控能力。

要提高政府的管理调控能力，必须先明确相应的管理调控主体，政府内各部门要加强协调和合作，努力培育电子口岸市场.

3.2国外研究现状

20世纪末，在信息革命和电子技术的推动下，全球经济一体化和贸易无纸化迅猛发展，世界各国均加强对电子口岸建设的研究，采取各种措施提高电子口岸工作效率。

美国学者瑞维?

卡拉科塔和安德鲁?

B?

惠斯顿1995年提出3P（人员people、程序process、合作partnership，即精干的人员，实用高效的程序，与外界良好的合作）发展战略，更注重海关内部、海关与企业之间以及海关与相关部门之间相互作用的观念和方式的变化。

通过对守法评估、客户导向和经济担保实施了电子化的程序管理，把海关的监管活动当作生产产品的过程来加以管理，投入的是海关的管理资源（如人力、物力、信息、法规和社会需求），产出的是海关监管的整体效果（包括通关速度、查验比例、税款数量、查获违禁品数量和社会满意度）;通过立法为管理信息化提供了法律保障;推行了预报关方式，促进电子口岸工作效率的提高。

澳大利亚，通关模式体现了在货物到达前，通过准确及时的电子数据库信息对高风险货物进行认定例外干涉.对信誉客户的灵活报关安排;定期的报关或延期的关税交付四个主要概念。

新加坡作为一座岛国花园城市口岸物流是其整个国家竞争力的良好体现.因此,新加坡学者早在20多年前就已经开始了对电子口岸建设的研究,新加坡的电子政务开展情况被封为是全球电子政务的典范.新加坡学者认为在考虑电子口岸建设的时候应该以宏观的眼光看待,主要考虑协调政府和工商界的交流:

风险管理和企业分类;安全的电子通关平台;电子商务和网络安全的立法5个方面。

承认不同的机构在电子通关控制中拥有不同的优先权，电子口岸的建设目的是为了提高通关速度,树立新加坡世界一流口岸的需要.然而，日本海事大学学者在其EMBA学位论文提到口岸通关工作效率问题研究更强调不同权利机关之间的合作是提高电子通关效率的基础。

运用电子商务，进一步加强协调过程，以电子报关和电子审单为基础，新加坡海关和其他政府部门尝试建立一种称为无缝的"一站式"电子通关系统，这意味着只需要一次报关，客户就可以完成进出口通关程序，这一次性的报关包含了所有涉及到的部门，如海关、商检、口岸、运输公司、银行和税务等。

4.电子口岸相关问题的研究

4.1电子口岸的内容

中国电子口岸系统的整体框架是:

利用IT技术和电信公网（Internet），将国家外经贸、海关、国检、工商、税务、外汇、运输等各行政管理机关分别管理的整个进出口业务过程中的信息流、物流和资金流数据电子化-以"电子底帐"的形式存放到公共数据中心，实现各行政管理部门内部网与公共数据中心连接，在一个完全互联的平台上，实现国家12个部委进行跨部门、跨行业联网核查，而企业上网就可以办理报关、出口退税、外汇核销、转关运输等各种进出口手续。

理调控主体，政府内各部门要加强协调和合作，努力培育电子口岸市场.

3.2国外研究现状

20世纪末，在信息革命和电子技术的推动下，全球经济一体化和贸易无纸化迅猛发展，世界各国均加强对电子口岸建设的研究，采取各种措施提高电子口岸工作效率。

美国学者瑞维?

卡拉科塔和安德鲁?

B?

惠斯顿1995年提出3P（人员people、程序process、合作partnership，即精干的人员，实用高效的程序，与外界良好的合作）发展战略，更注重海关内部、海关与企业之间以及海关与相关部门之间相互作用的观念和方式的变化。

通过对守法评估、客户导向和经济担保实施了电子化的程序管理，把海关的监管活动当作生产产品的过程来加以管理，投入的是海关的管理资源（如人力、物力、信息、法规和社会需求），产出的是海关监管的整体效果（包括通关速度、查验比例、税款数量、查获违禁品数量和社会满意度）;通过立法为管理信息化提供了法律保障;推行了预报关方式，促进电子口岸工作效率的提高。

澳大利亚，通关模式体现了在货物到达前，通过准确及时的电子数据库信息对高风险货物进行认定例外干涉.对信誉客户的灵活报关安排;定期的报关或延期的关税交付四个主要概念。

新加坡作为一座岛国花园城市口岸物流是其整个国家竞争力的良好体现.因此,新加坡学者早在20多年前就已经开始了对电子口岸建设的研究,新加坡的电子政务开展情况被封为是全球电子政务的典范.新加坡学者认为在考虑电子口岸建设的时候应该以宏观的眼光看待,主要考虑协调政府和工商界的交流:

风险管理和企业分类;安全的电子通关平台;电子商务和网络安全的立法5个方面。

承认不同的机构在电子通关控制中拥有不同的优先权，电子口岸的建设目的是为了提高通关速度,树立新加坡世界一流口岸的需要.然而，日本海事大学学者在其EMBA学位论文提到口岸通关工作效率问题研究更强调不同权利机关之间的合作是提高电子通关效率的基础。

运用电子商务，进一步加强协调过程，以电子报关和电子审单为基础，新加坡海关和其他政府部门尝试建立一种称为无缝的"一站式"电子通关系统，这意味着只需要一次报关，客户就可以完成进出口通关程序，这一次性的报关包含了所有涉及到的部门，如海关、商检、口岸、运输公司、银行和税务等。

4.电子口岸相关问题的研究

4.1电子口岸的内容

中国电子口岸系统的整体框架是:

利用IT技术和电信公网（Internet），将国家外经贸、海关、国检、工商、税务、外汇、运输等各行政管理机关分别管理的整个进出口业务过程中的信息流