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基于PID算法的水轮机调速器毕业设计论文 基于PID算法的水轮机调速器毕业设计论文

格式:word 上传:2022-06-25 20:01:13

《基于PID算法的水轮机调速器毕业设计论文》修改意见稿

1、“.....虽然这段时间极短,但它的存在足以影响测频的精度。因此此在硬件设计上作些相应处理措施,可以调高测频精度。无论是动态测频还是静态测频,都是机频整形后的方波分频信号作为中断信号,此分频方波信号正相及其反相分别和计数脉冲信号相与获得计数信号,两路计数信号分别输入到各自对应的高速计数器,计数输入端由各自对应的高速计数器独立计数,从而获得每个测量周期的计数值,经过这种处理,旦有中断信号上升沿出现,正在进行计数的高速计数器马上停止计数,同时启动另外个计数器工作,从而消除从中断信号产生到响应中断这段时间内的计数误差。在任何时候只能执行个中断程序,在测频过程中,有时两个中断信号沿同时出现,此时按中断优先级来执行。由于相与后的计数信号个周期有半个周期的低电平,在这段高速计数器并没有计数,中断程序执行时间西北工业大学继续教育学院毕业论文远远小于这半周期低电平时间,所以中断程序执行时间先后对计数值没影响......”

2、“.....参于计算,由于中断程序执行时间非常短,因此对整个程序计算影响非常小,实验结果也证明了此结论。精度分析机组频率测量动态测频以的机组频率为例,机组频率信号经分频后,其测量周期为,则个测量周期的计数值为,因此,分辨率为。静态测频静态频率测量周期为,个静态频率测量周期内的计数值为,因此,分辨率为。电网频率测量,电网频率的测量精度为。实验中通过在线监视,发现实际计数值与理论计算值的最大误差在动态频率测量时为,在静态频率测量时为。由此可见,频率测量的准确性与稳定性是令人满意的。基于电机的电气位移转换装置在任何形式的微机调速器中,不可避免的需要个将电信号转成机械位移的装置,这样才能使微机调速器的电气输出信号最终转为控制导叶或桨叶开度的机械输出,它的好坏直接影响整个调速器的性能。电气位移转换部件是微机调速器中连接微机调节器和机械液压部分的关键部件,它的作用是把微机调节器的输出信号或电液随动系统中的电差值信号转换并放大成具有定操作功的机械位移......”

3、“.....基于伺服电机的水轮机微机调速器通常有两种结构,种为微机调节器电气机械位移转换机械液压随动系统,另种为微机调节器电液随动系统。西北工业大学继续教育学院毕业论文微机调节器电气位移转换机械液压随动系统这种结构简称二级随动系统,水轮机调速器系统结构如图。交流伺服电机及驱动器同丝杆螺旋副构成电气位移转换机构。水轮机微机调节器输出对应导叶开度的电气信号,电气位移转换机构转换并输出相应的机械位移,用来驱动机械液压随动系统,从而推动导水叶机构。实际上此种结构由两级随动系统构成,伺服电机旋转角度将同水轮机微机输出的电气信号成严格对应关系,构成第级随动系统。机械位移输出作为机械液压随动系统的输入,构成第二级随动系统,而引导阀辅助接力器主配压阀接力器和刚性机械反馈构成机械液压随动系统。微机调节器电气位移转换机械液压随动系统至导叶机械位移电信号频率指令图调速器二级随动系统结构如果采用这种结构的水轮机调速器......”

4、“.....交流伺服电机系统作为积分环节,导叶计算开度,由微机模拟量输出,它同导叶位移传感器发出位移信号反馈比较,其差值作为电机速度指令,通过放大后驱动电机正反转。当机械位移输出量与微机模拟量开度信号相等时,伺服电机的速度指令输入为零,电机停止运动,从而达到电气至机械位移的转换。用交流伺服电机位置环控制方其电气位移转换结构如图所示,交流伺服电机系统作为比例环节。导叶计算开度位置,由微机脉冲量输出,脉冲速率决定电机旋转速度,脉冲个数决定电机旋转角度。当电机转到所需位置角度时,脉冲位置信号的脉冲数量与伺服驱动器内部旋转编码器提供的反馈脉冲数量相等,电机停止运动,从而达到电气至机械位移的转换......”

5、“.....机械液压系统为主控制通道,通过导叶位移反馈信号构成闭环控制,调速器中仅有级随动系统,微机调节器输出导叶所需开度值,它与当前导叶反馈值之间差值作为电气位移转换机构输入信号。电气位移转换机构是将微机输出和反馈信号的差值转换成机械位移,当系统过渡过程结束后,差值信号消失,电气位移转换装置的输入为,其输出也将恢复到中位。微机调节器电气位移转换机械液压系统机械位移频率电信号至导叶图电液随动调速器结构采用这种结构的水轮机调速器,基于交流伺服系统的电气位移转换机构将有如下三种形式交流伺服电机速度环控制方式这种电气位移转换结构的原理框图与图相同,二者主要区别在于这种结构输入的模拟量信号是对应的导叶应开启或关闭的程度,而并非对应导叶的开度。西北工业大学继续教育学院毕业论文交流伺服电机位置环控制方式这种电气位移转换结构的原理框图与图相同......”

6、“.....交流伺服电机力矩环控制方式驱动器电机外部平衡力矩丝杆模拟量力矩信号机械位移图基于力矩环控制的电气位移转换机构这种电气位移转换结构原理框图见图所示,其结构充分运用了物理平衡特性的原理,不需要任何位置反馈,结构简单。其原理是微机输入的电信号与伺服电机系统的轴力矩成比例,而组合弹簧弹力与其变形量成比例,当电机接收到控制信号时,产生相应的力矩,使组合弹簧变形,弹簧产生与位移成正比的弹力,当电机输出力矩与组合弹簧的弹力平衡时,电机堵转,从而实现电信号转成机械位移的功能。伺服电机在电气位移转换部件上的应用伺服电机和驱动器组成的电气转换装置,在很多工业场合得到广泛的应用,且具有很好的控制精度和抗干扰性能,伺服电机及其驱动器组成的机电转换部件,在大中型水轮机调速器中也有广泛的应用。系列交流伺服电机介绍本文以日本松下公司生产的系列小惯量电机及驱动器作为机电转换部件,研究其在水轮机调速器中的运用。系列主要技术参数如下输入电源三相......”

7、“.....控制方式正弦波控制反馈方式增西北工业大学继续教育学院毕业论文量式编码器,线控制输入方式位置脉冲速度电压和转矩电压。频率响应特性外部惯量电机惯量。其硬件结构图见图。输入电源电机旋转编码器三相电流输出编码器反馈控制信号控制信号输入输出图交流伺服硬件结构其结构原理如下旋转编码器它是伺服电机后部的光电编码器,通过屏蔽电缆与驱动器相连,将电机转角度以数字量反馈给电机。控制信号它包括公用运行信号运行控制信号和运行监视信号。通过对这些信号的组合控制,可使电机按照各种外部指令运行。三相电源输出它给电机输入三相交流电流,此三相交流电流的频率相位及幅值由驱动器内部高速芯片算出,以精确控制电机转速与转矩,并且是实时变化的,它们之间没有确定的幅值相位关系,不能通过互换接线来使电机反转。交流伺服电机选择对于交流伺服系统用在二级随动系统中应用,常采用滑动丝杆的电机伺服装置,电机转矩计算如下滑动丝杆效率,,滑动丝杆螺距,带动引导阀所需轴向力......”

8、“.....考虑到裕量,通常选择电机转矩在以上。根据计算结果,可选择功率在以上的系列伺服电机。对于交流伺服系统用在级电液随动系统中,常采用滚珠丝杆的电机伺服装置,其计算电机转矩如下西北工业大学继续教育学院毕业论文滚珠丝杆效率,,滚珠丝杆螺距,带动引导阀或克服弹簧阻力所需最大轴向力,由式可得电机转矩。考虑到设计裕量,通常选择电机转矩在以上。根据计算结果,可选择功率在以上的系列伺服电机。基于交流伺服电机位置环控制的调速器基于交流伺服电机位置环控制的调速器,它可以方便地构成全数字式调速器。运用交流伺服电机位置环构成电气位移转换部件时,交流伺服电机可看作比例环节,电机伺服系统通过自带旋转编码器构成位置闭环。之所以没有选用速度环控制和转矩环控制这两种方式,是因为这两种控制方式是需要外部的电路处理些输入信号,在现场很容易受周围环境的干扰,以致造成整机的控制精度下降。脉冲发生单元通过符合规范的脉冲控制伺服电机的驱动器......”

9、“.....由的基本单元控制,它作为个特殊模块占用个输入或输出点的容量通过用户程序中的指令,实现对的读写和控制功能个基本单元可以连接多达个单元。的主要输出是高速的脉冲串,其它辅助控制则是通过基本单元实现的。硬件连接在可编程方面,当前运算周期计算值通过脉冲发生模块生成定位脉冲序列,输入到交流伺服驱动器去控制伺服电机。在实际配线中,两路脉冲信号必须采用带屏蔽层的双绞线,并不能与电源线等有干扰源的线走在同路径上。软件设置模块为可编程特殊控制模块,为了使其发出所需的脉冲定位序列,需对其进行设置。内有许多控制字寄存器,可编程通过向其写入控制命令西北工业大学继续教育学院毕业论文及定位数据,使其按要求运行。西北工业大学继续教育学院毕业论文第五章微机调速器的硬件和软件可编程控制器简介从年美国数字设备公司首先研制成功第台可编程控制器以来,此项技术发展非常快。进入年代后,随着大规模和超大规模集成电路的应用......”

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