优秀毕业设计精品]全数字直流电机双闭环调速系统设计.doc

xxx毕业设计（论文）说明书全数字直流双闭环调速系统的设计摘要近年来，自动化控制系统在各行业中得到了广泛的应用和发展，而直流调速系统作为电力拖动系统的主要方式之一，在现代化生产中起着十分重要的作用。随着微电子技术的不断发展，计算机在调速系统中的应用使控制系统得到简化，体积减小，可靠性提高，而且各种经典和智能算法也都分别在调速系统中得到了灵活的应用，以此来达到最优控制效果。以单片机为控制核心的数字直流调速系统有着许多优点：由于速度给定和测速采用了数字化，能够在很宽的范围内高精度测速，所以扩大了调速的范围，提高了测速控制系统的精度；由于硬件的高度集成化，所以使得零部件数量大大减少；由于很多功能都是由软件实现的，使硬件得以简化，因此故障率小；单片机以数字信号工作，控制方法灵活便捷，抗干扰能力较强。本论文在直流调速系统理论研究的基础上，以80C196KC单片机为控制核心，对双闭环直流调速系统中的转速调节器采了用PID控制算法、电流调节器采用了PI算法，设计了一套全数字直流电机双闭环调速系统。并且介绍了直流电机调速系统的功能和特性，分析了双闭环PID控制的调速系统的数学模型，确定了电流环和转速环的比例和积分系数。此外，本次设计采用了数字式速度给定和数字式测速方法，大大提高了速度控制的精度。关键词：直流电动机；调速；PID控制；双闭环xxx毕业设计（论文）说明书DesignofDigitalDoubleClosed-loopDCSpeedRegulationSystemAbstractInrecentyears，autocontrolsystemhasbeenwidelyusedanddevelopedineverywalkoflife.TheDCspeedregulation,asthearteryintheareaofelecticdrivesystemactsthemaineffectinmordernization.Withthedevelopmentofthemicroelectritcity,theuseofthecomputerinspeedregulationsystemsimpliesthesystem,reducesthevolume,increasesthereliability.TheOptimumControlisachievedbytheuseofbothclassicalmethodsandintelligentmethods.ThedigitalspeedcontrolsystemforDCmotor,whichuseChipMicrocontroller(SCM)asitsprocessorhasmanymerits.Thespeedgivingandspeedmeasuringadoptdigitalmethod,thesystemcanmeasurethespeedaccuracywithinawiderange,whichexpansthespeedcontrolscopeandenhancesitsprecession；thehardwareishighlyintegrated,thenumberofthepartsissharplyminimized；asmostfunctionsarecarriedoutbysoftware,therateofmalfunctionislow.Moreover,asSCMworkswithdigitalsignal,itscontrolisflexibleanditsabilitytoanti-interferenceisveryhigh.ThepaperisbasedonthetheoryofDCspeedregulation.Inthispaper，a80C196KCSCMisusedastheprocessorforthespeedcontrolsystemofDCmotor.ThekindofspeedcontrollerisPIDandthatofcurrentcontrollerisPI.Itisalsodiscussedinthispaperhowtoanalyzethemathmodelofdouble-close-loopspeedcontrolsystembyanalyzingthefunctionsandcharacteristicsofthespeedcontrollingsystemforDCmotor，andfindouttheproportionandintegralfactorsofthecurrentandvoltageloop.Moreover，thesystemadopteddigitalspeedmeasuringmethodtoenhancetheaccuracyofspeedcontrol.Keywords：DCmotor；Speedregulation；PIDcontrol；Double-closed-loopxxx毕业设计（论文）说明书目录1绪论.11.1引言.11.2课题的背景.11.3课题研究的目的和实际意义.22直流调速系统理论研究和方案确定.42.1调速方案的选择.42.1.1电动机型号的选择.42.1.2直流调速系统的控制方法的选择.42.1.3电动机供电方案的选择.52.2调速系统的性能指标.52.2.1调速系统的稳态指标.52.2.2调速系统的动态性能指标.62.32总体结构设计.72.3.1系统结构选择.73数字直流电机调速系统的数字PID控制.103.1PID调节器的基本原理.103.2PID调节器的数字化设计.113.3位置式PID算法.123.4调速单元PI参数的整定.153.4.1直流电动机的数学模型.153.4.2转速、电流双闭环调速系统的分析.173.4.3比例、积分系数初值的确定.184主电路的设计与参数计算.194.1变压器的设计.194.1.1变压器二次侧电压U2的计算.194.1.2一次、二次侧相电流I1、I2的计算.20xxx毕业设计（论文）说明书4.1.3变压器容量的计算.204.2晶闸管型号的选择.204.2.1晶闸管的额定电压.204.2.2晶闸管的额定电流.214.3直流调速系统的保护.214.3.1过电压保护和dtdu限制.214.3.2过电流保护和dtdi限制.234.4主电路及保护电路图.235数字直流调速系统的硬件设计.255.1控制模块.255.2同步信号电路.265.3触发脉冲输出电路.295.4显示模块.305.4.1LCD液晶显示简介.305.4.2LCD接口设计.335.5速度给定电路.335.6监控电路的设计.345.6.1MAX813L芯片及其引脚.345.6.2硬件电路图.355.7通信接口设计.365.7.1RS-232C通信接口标准.375.7.2串口通信电路.375.8脉冲信号反馈模块.386数字直流调速系统的软件设计.406.1采样周期T的选择.406.2主程序的设计.406.3数字测速的软件设计.41