PWM直流调速系统的建摸与闭环设计毕设开题报告

毕毕 业业 论论 文文 设设 计计 开开 题题 报报 告告 题题 目目 PWMPWM 直流调速系统的建摸与闭环设计直流调速系统的建摸与闭环设计 学生姓名学生姓名 学学 号号 所所在在院院 系系 专业班级专业班级 指导教师指导教师 20152015 年年 3 3 月月 1010 日日 题 目 PWMPWM 直流调速系统的建摸与闭环设计直流调速系统的建摸与闭环设计 一 选题的目的及研究意义 调速系统包括直流调速系统和交流调速系统两大类 由于直流电动机的电压 电流和磁通之 间的耦合较弱 使直流电动机具有良好的机械特性 能够在大范围内平滑调速 启动 制动性能 良好 故其在 20 世纪 70 年代以前一直在高精度 大调速范围的传动领域内占据主导地位 转速 电流双闭环控制直流调速系统是性能很好 应用最广泛的直流调速系统 双闭环 电流环 转速 环 调速系统是一种当前应用广泛的电力传动系统 它具有动态响应快 抗干扰能力强等优点 反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能 它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效 的加以抑制 本次毕业设计的题目就是对 PWM 直流调速系统的建摸与闭环设计 二 综述与本课题相关领域的研究现状 发展趋势 研究方法及应用领域等 电力电子技术使电机控制技术水平有了突破性的提高 从 20 世纪 60 年代第一代电力电子器 件晶闸管 SCR 发明至今 已经历了第二代有自关断能力的电力电子器件 GTR GTO MOSFET 第三代复合场控制器件 IGBT MCT 等 如今正蓬勃发展的第四 代产品功率集成电路 PIC 每一代的电力电子器件从未停顿 多年来其结构 工艺不断改进 性能有了飞速提高 在不同的领域他们在互相竞争 新的应用不断涌现 同时电机技术的发展得 力于微电子技术 电力电子技术 传感器技术 永磁材料技术 自动控制技术和危及应用技术的 最新发展 成就 正是这些技术的进步使电动机控制技术在近二十多年内发生了天翻地覆的变化 早期直流传动的控制器由模拟期间构成 由于模拟期间有其固有的缺点 如存在温漂 零漂电压 构成系统的器件较多 使得模拟直流传动系统控制精度及可靠性较低 20 世纪 70 年代以来 利 用单片机作为控制器开始在电机控制系统中被广泛使用 如 AT89C51 等 再单片机控制系统中 单片机作为系统控制的核心 主要用来完成一些算法 同时还要处理一些输入 输出 显示任务 等 单片机的使用使电动机控制系统的性能得到了很大的提高 微机出现于 20 世纪 70 年代 随 着大规模及超大规模集成电路纸草工艺的迅速发展 微机的性能越来越高 价格越来越便宜 此 外 电力电子的发展使得大功率电子器件的性能迅速提高 因此就有可能比较普遍的应用微机来 控制电机 完成各种新颖的 高性能的控制策略 使电机的各种潜在能力得到充分发挥 使电机 的性能更符合使用要求 还可以制造出各种便于控制的新型电机 使电机出现新的面貌 比较简 单的电机微机控制 只要用微机控制继电器或电子开关使电路开通或关断就可以了 在各种机床 设备及生产流水线中 现在已普遍采用带微机的可编程控制器 按一定的规律控制各类电机的动 作 对于复杂的电机控制 则要用微机控制电机的电压 电流 转矩 转速 转角等 使电机按 给定的指令准确工作 通过微机控制 可使电机的性能有很大的提高 传统的直流电机和交流电 机各有优缺点 直流电机调速性能很好 担待有机械换向器 有机械磨损及换向火花等问题 交 流电机不论是异步电机还是同步电机结构都比直流电机简单工作也比直流电机可靠 但在频率恒 定的电网上运行时 它们的速度不能方便而经济的调节 我国控制技术已居世界先进水平 但由于造价较高 目前在国内应用局限性较大 在较短的时间内难以取代较为落后 的直流调速 相对而言 PWM 直流调速系统主电路线路简单 功率元件少 开关频 率高 其控制水平从 1000Hz 可达到 4000Hz 电机电流连续 低速性能好 谐波少 稳态精度高 脉动小 损耗和发热都较小 调速范围宽 调速系统频带宽 快速响 应性好 动态抗扰能力强 在调速精度要求较高的场合 对解决传统直流调速系统 调速精度低 稳定性差的难题 具有广泛的意义和价值 三 对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法 拟采用的研究方法 技术路线 或设计 实验 方案进行说明 论文要写出相应的写作提纲 本次毕业设计做的是 PWM 直流调速系统的建摸与闭环设计 一 设计中的主要问题 1 掌握 PWM 直流调速系统的工作原理 2 建立 PWM 直流调速系统的数学模型 3 芯片的选择及参数的设计 4 利用工程设计法设计出相关的控制器 二 解决方法 1 去图书馆或者上网查阅相关资料 熟知其工作原理及工作模式 2 查阅有关资料 对系统进行建模 3 利用控制原理及建模结果设计相关系统参数 4 查阅资料了解芯片各管脚功能 按管脚说明对系统进行硬件连线 三 论文提纲 1 引言 1 1 课题来源 1 2 直流电动机的调速方法介绍 1 3 选择 PWM 控制系统的理由 1 4 采用转速电流双闭环的理由 1 5 设计技术指标要求 2 PWM 控制直流调速系统主电路设计 2 1 主电路结构设计 2 2 电路总体介绍 2 3 PWM 变换器介绍 2 4 参数设计 3 PWM 控制直流调速系统控制电路设计 3 1 控制电路设计 3 2 LM1413 的应用 3 3 脉冲变压器的应用 3 4 速度调节器 ST 1 3 5 电枢电流调节器 LT 1 3 6 速度变换单元 FBS 3 7 电流检测 3 8 脉冲变压器 3 9 给定单元 总结 参考文献 致谢 四 检索与本课题有关参考文献资料的简要说明 1 王兆安 黄俊 电力电子技术 第 4 版 北京 机械工业出版社 2002 2 阮毅 陈伯时 电力拖动自动控制系统 第 4 版 北京 机械工业出版社 2012 3 李发海 王岩 电机与拖动基础 第 4 版 北京 清华大学出版社 2012 4 吴麒 自动控制原理 第 2 版 北京 清华大学出版社 2006 5 Intelligent Transportation System Architectures Jude McQueen BobMcQueen 6 Articles on Transportation Engineering Hephaestus Books 5 毕业论文 设计 进程安排 1 10 3 20 熟悉毕业设计任务 消化相关资料 完成开题报告 3 21 3 30 熟悉 PWM 直流调速系统的工作原理并建立系统的数学模型 4 01 4 30 完成 PWM 直流调速系统反馈闭环控制规律的仿真 5 01 5 20 完成 PWM 直流