TOP23毕业设计_基于单片机的直流电机调速控制系统设计.doc文档免费在线阅读

对大容量变流器，在常规的开关频率下，可改变电路结构和控制方式，实现清洁电能的变换。

缩小装置的尺寸。

紧凑型变流器要求功率和控制元件具有高的集成度，其中包括智能化的功率模块紧凑型的光耦合器高频率的开关电源，以及采用新型电工材料制造的小体积变压器电抗器和电容器。

功率器件冷却方式的改变如水冷蒸发冷却和热管对缩小装置的尺寸也很有效。

高速度的数字控制。

以位高速微处理器为基础的数字控制模板有足够的能力实现各种控制算法，操作系统的引入使得可自由设计，图形编程的控制技术东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页也有很大的发展。

模拟与计算机辅助设计技术。

电机模拟器负载模拟器以及各种软件的引入对变频器的设计和测试提供了强有力的支持。

主要的研究开发项目有如下各项。

数字控制的大功率交交变频器供电的传动设备。

大功率负载换流电流型逆变器供电的四象限运行的装置，装置本身带有参数设定单元，不需要其他任何附加设备便可完成参数的设定。

国内各大专院校科研单位和厂家也都在开发数字装置。

张井岗等人提出直流电动机调速系统的内模控制方法。

该方法依据内模控开发出数字装置，有成熟的系列化标准化模板化的应用产品供选择。

例如西门子公司生产的全数字直流驱动装置，用于直流电机电枢和励磁供电，完成调速任务。

根据不同的应用场合，可选择单象限或算法有的提出了控制器取代调节器的方法有的提出了自适应算法和模糊算法等。

目前，国外主要电气公司，如瑞典的德国的西门子日本的三菱东芝美国的西屋等，均已不断的发展和完善，尤其在年代在这方面的研究达到空前的繁荣。

大型直流电机的调速东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页系统般采用晶闸管触发脉冲来实现，研究人员对控制算法作了大量的研究有的提出内模控制的测诊断显示和记录，并对发生的故障进行分析和记录，所以维修很方便，维修周期变短。

数字式直流调速系统的研究现状调速系统国内外研究现状随着各种处理器的出现和发展，国外对直流电机数字控制调速系统的研究也在是由软件完成的，所以数字化直流调速系统的故障率比模拟系统小。

另外，数字电路的抗干扰性能强，不易受温度等外界条件变化的影响，运行的可靠性高易维修。

由于单片机可以与计算机相连，可以对系统的运行状态进行检精度测速，扩大了调速范围，提高了速度控制的精度。

另方面，模拟电路难以实现的控制方法，如自适应控制复合控制等都能容易的实现提高了运行的可靠性。

硬件高度集成化使得零部件数量和触点大大减少，很多功能都多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。

随着单片机广泛应用于直流传动系统，实现了调速系统的数字化控制。

数字化调速系统与模拟系统相比具有以下优点提高了调速性能。

测速的数字化能够在很宽的范围内高系统的调速精度高，调速范围广，所以，在对调速性能要求较高的场合，般都采用直流电气传动。

早期，直流传动的控制系统采用模拟分立器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，如存在温漂零漂电压，构成系统的器件较结构的变化。

年代随着计算机技术和通信技术的发展，位单片机相继出现并应用于控制系统，控制电路已实现高集成化，小型化，高可靠性及低成本。

以上技术的应用，使系统的性能指标大幅度提高，应用范围不断扩大。

由于变换器的产生，不仅在经济性和可靠性上有所提高，而且在技术性能上也显示了很大的优越性，使电气传动完成了次大的飞跃。

另外，集成运算放大器和众多的电子模块的出现，不断促进了控制系统器件的更新换代，从年代的使用已久的直流发电机电动机组简称系统及水银整流装置，到年代的晶闸管电动机调速系统简称系统，使得变流技术产生了根本的变革。

再到脉宽调制附录函数流程图附录系统总图及矩阵键盘仿真图附录变量定义及矩阵键盘相关代码东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页绪论直流调速系统的发展概况五十多年来，直流电气传动经历了重大的变革。

首先，实现了整流页控制器函数波形发生函数显示函数含延时函数矩阵键盘相关函数综合设置函数硬件调试与控制策略改进程序下载硬件连线参数调节基于模糊控制算法的改进方案结论致谢参考文献附录附录英文文献翻译系统总体设计框图及其工作原理器件选型测速环节凌阳电机驱动芯片芯片控制系统核心单片机八位共阳极数码管驱动芯片系统软件部分主函数初始化函数东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第式直流调速系统的研究现状论文研究的背景和意义本文所做的主要工作直流调速控制系统概况及理论基础直流电机调速方法及原理直流电动机的调速原理调速系统的性能指标调速系统硬件部分设计调速控制系统实现的功能，东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页目录绪论直流调速系统的发展概况数字式，东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页目录绪论直流调速系统的发展概况数字式直流调速系统的研究现状论文研究的背景和意义本文所做的主要工作直流调速控制系统概况及理论基础直流电机调速方法及原理直流电动机的调速原理调速系统的性能指标调速系统硬件部分设计调速控制系统实现的功能系统总体设计框图及其工作原理器件选型测速环节凌阳电机驱动芯片芯片控制系统核心单片机八位共阳极数码管驱动芯片系统软件部分主函数初始化函数东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页控制器函数波形发生函数显示函数含延时函数矩阵键盘相关函数综合设置函数硬件调试与控制策略改进程序下载硬件连线参数调节基于模糊控制算法的改进方案结论致谢参考文献附录附录英文文献翻译附录函数流程图附录系统总图及矩阵键盘仿真图附录变量定义及矩阵键盘相关代码东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页绪论直流调速系统的发展概况五十多年来，直流电气传动经历了重大的变革。

首先，实现了整流器件的更新换代，从年代的使用已久的直流发电机电动机组简称系统及水银整流装置，到年代的晶闸管电动机调速系统简称系统，使得变流技术产生了根本的变革。

再到脉宽调制变换器的产生，不仅在经济性和可靠性上有所提高，而且在技术性能上也显示了很大的优越性，使电气传动完成了次大的飞跃。

另外，集成运算放大器和众多的电子模块的出现，不断促进了控制系统结构的变化。

年代随着计算机技术和通信技术的发展，位单片机相继出现并应用于控制系统，控制电路已实现高集成化，小型化，高可靠性及低成本。

以上技术的应用，使系统的性能指标大幅度提高，应用范围不断扩大。

由于系统的调速精度高，调速范围广，所以，在对调速性能要求较高的场合，般都采用直流电气传动。

早期，直流传动的控制系统采用模拟分立器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，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的控制精度及可靠性较低。

随着单片机广泛应用于直流传动系统，实现了调速系统的数字化控制。

数字化调速系统与模拟系统相比具有以下优点提高了调速性能。

测速的数字化能够在很宽的范围内高精度测速，扩大了调速范围，提高了速度控制的精度。

另方面，模拟电路难以实现的控制方法，如自适应控制复合控制等都能容易的实现提高了运行的可靠性。

硬件高度集成化使得零部件数量和触点大大减少，很多功能都是由软件完成的，所以数字化直流调速系统的故障率比模拟系统小。

另外，数字电路的抗干扰性能强，不易受温度等外界条件变化的影响，运行的可靠性高易维修。

由于单片机可以与计算机相连，可以对系统的运行状态进行检测诊断显示和记录，并对发生的故障进行分析和记录，所以维修很方便，维修周期变短。

数字式直流调速系统的研究现状调速系统国内外研究现状随着各种处理器的出现和发展，国外对直流电机数字控制调速系统的研究也在不断的发展和完善，尤其在年代在这方面的研究达到空前的繁荣。

大型直流电机的调速东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页系统般采用晶闸管触发脉冲来实现，研究人员对控制算法作了大量的研究有的提出内模控制的算法有的提出了控制器取代调节器的方法有的提出了自适应算法和模糊算法等。

目前，国外主要电气公司，如瑞典的德国的西门子日本的三菱东芝美国的西屋等，均已开发出数字装置，有成熟的系列化标准化模板化的应用产品供选择。

例如西门子公司生产的全数字直流驱动装置，用于直流电机电枢和励磁供电，完成调速任务。

根据不同的应用场合，可选择单象限或四象限运行的装置，装置本身带有参数设定单元，不需要其他任何附加设备便可完成参数的设定。

国内各大专院校科研单位和厂家也都在开发数字装置。

张井岗等人提出直流电动机调速系统的内模控制方法。

该方法依据内模控制原理，针对双闭环直流电动机调速系统设计了种内模控制器，取代常规的调节器，成功解决了转速超调问题，能使系统获得优良的动态和静态性能。

由于单片机以数字信号工作，控制手段灵活方便，抗干扰能力强。

所以，数字系统的控制精度和可靠性比模拟系统大大提高。

而且通过系统总线，数字控制系统能与管理计算机过程计算机远程电控装置进行信息交换，实现生产过程的分级自动化控制。

所以，直流传动控制采用单片机实现数字化，使系统进入个崭新阶段。

控制策略概况在现代控制理论和智能控制策略应用方面，些新的控制方式如模糊控制自适应控制神经网络控制滑模变结构控制，专家系统控制等也逐步进入了电力电子控制领域，使控制性能更稳定，制造成本更低。

在系统的数字控制方案中，目前有以下几种控制算法概述在工业控制过程中，目前采用最多的控制方式仍然是方式。

有几个重要的功能提供反馈控制通过积分作用可以消除稳态误差通过微分作用预测将来。

发达国家对于控制算法利用率都很高，这方面是由于控制器具有简单而固定的形式，在很宽的操作条件范围内，都能保持较好的鲁棒性另方面是因为控制器允许工程技术人员以种简单而直接的方式来调节系统。

但是工业生产过程中，被控对象随着负荷变化或者受干扰因素影响，对象特性参数或者结构发生变化，参数不变将影响东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页校正效果然而参数复杂而繁琐的整定过程直困扰着工程技术人员，其参数的整定般需要经验丰富的工程技术人员来完成低的谐波分量，以减