特种电机试验机组调速自动控制系统设计

论文编号:ZD537 论文字数:31203,页数:73，有开题报告，任务书，文献综述

摘要：电机试验是电机批量生产、修理和新产品研制过程中的一个重要环节。
 变频器与异步电动机相配合, 使交流传动系统具备了调速范围宽、稳速精度高、动态响应快以及运行可靠性高的特点及良好的技术性能, 因此, 变频调速是异步电动机理想的调速方法。变频调速根据其不同的负载性质, 采用的控制方法也不同, 通常分为恒磁通调速和恒功率调速。文章针对异步电动机变频调速的方法及对应机械特性进行理论分析。
 然后介绍由单片机构成的自动控制系统，利用单片机将机组子系统集中管理，可方便实现单机闭环拉制。该系统具有良好的人机界面，操作方便、结构简单，在单片机为核心的硬件基础上，采用汇编语言编制了系统控制软件，应用于某中型电机试验站计算机自动测试系统中。实际应用表明提高了电机试验的自动化程度，使测试数据更加客观准确。
 最后在软件中用到PID控制算法，PID控制是工程应用中最普遍的控制方法，但它依赖于对象的数学模型，在一些时变、非线性的系统中控制效果并不理想。本文针对机组控制系统动态范围宽，要求响应速度快，超调量小，参数时变的特性，研究了一种常规PID控制器，仿真结果和实验表明该算法简洁实用。

关键词：变频调速、特种电机、单片机、PID控制

目  录
摘要………………………………………………………………………1
Abstract……………………………………………………………………2
第1章 绪论
 1.1课题名称及来源………………………………………………3
 1.2课题的意义及目的……………………………………………3
 1.3设计任务和要求………………………………………………5
 1.4课题发展现状及前景展望……………………………………5
第2章 总体方案确定
 2.1系统总体介绍………………………………………………… 8
 2.2变频调速回路方案设计……………………………………… 9
 2.2.1调速的相关技术和优缺点………………………………9
 2.2.2主要设计任务……………………………………………11
 2.3励磁调压回路方案设计……………………………………… 11
 2.3.1控制电路原理和要求……………………………………11
 2.3.2控制方案选择……………………………………………12
第3章 异步电动机变频调速回路设计
 3.1异步电动机的变频调速原理………………………………… 13
   3.1.1恒转矩变频调速………………………………………… 14
   3.1.2恒最大转矩变频调速……………………………………  14
   3.1.3恒功率变频调速…………………………………………  15
 3.2调速电机的选择……………………………………………… 16
 3.3变频器的选择………………………………………………… 16
 3.4变频器的性能和设计应用…………………………………… 17
 3.5变频编码器应用……………………………………………… 20
第4章 励磁调压回路硬件设计
 4.1调压控制系统的总体结构介绍……………………………… 23
 4.2整流模块选择………………………………………………… 24
   4.2.1工作原理………………………………………………… 24
    4.2.2输出特性曲线…………………………………………… 24
    4.2.3产品特点………………………………………………… 25
 4.3控制器的设计………………………………………………… 27
 4.3.1主控制芯片的选型及应用……………………………… 27
 4.3.2 A/D、D/A芯片的选型及应用……………………………30
 4.3.3辅助电源的选择………………………………………… 34
 4.4调压控制系统各辅助模块电路设计………………………… 35
 4.4.1电流检测电路的设计…………………………………… 35
 4.4.2过流保护电路的设计…………………………………… 36
 4.4.3复位电路设计…………………………………………… 37
 4.4.4时钟电路设计…………………………………………… 38
 4.4.5工作显示和报警电路…………………………………… 39
 4.5变送器的选择应用…………………………………………… 39
第5章  系统软件设计和实现
 5.1 控制软件设计方略……………………………………………41
 5.2 软件的模块划分………………………………………………42
 5.3 主程序的设计…………………………………………………42
 5.4 中断服务程序设计……………………………………………43
 5.4.1定时器服务程序………………………………………… 43
 5.4.2 A/D、D/A转换程序………………………………………44
 5.4.3外部中断0服务程序设计……………………………… 45
 5.5控制算法的分析选择………………………………………… 45
全文总结与展望
参考文献
致谢
附录

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