雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計

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目 錄
第一章 緒論 6
1.1 直流調(diào)速的發(fā)展現(xiàn)狀 6
1.2 電機微機控制系統(tǒng)的特點 6
1.3 本課題在實際應(yīng)用方面的意義和價值 7
第二章 調(diào)速系統(tǒng)方案的確定 8
2.1 直流電動機的調(diào)速方案的選擇 8
2.2 PWM變換器的選擇 9
2.3 控制方案的選擇 9
2.4 微機控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 9
第三章 主回路的設(shè)計 10
3.1控制對象 10
3.2整流電路的選擇 10
3.2.1整流變壓器的計算 10
3.2.2整流元件的選擇 11
3.2.3勵磁電路元件的選擇 12
3.3電源的選擇 12
3.4保護電路的設(shè)計 14
3.4.1交流側(cè)過電壓保護 14
3.4.2直流側(cè)過電壓保護 15
3.4.3二極管兩端的過電壓保護 15
3.4.4過電流保護 16
第四章 閉環(huán)可逆直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計 17
4.1 閉環(huán)可逆直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)簡介 17
4.2 主要芯片的選擇 18
4.2.1 單片機的選擇 18
4.2.2 8253 可編程定時器/計數(shù)器芯片 19
4.2.3 8279 可編程鍵盤、顯示接口芯片 20
4.3高精度數(shù)字測速電路 20
4.3.1 M/T 法測速原理 20
4.3.2 數(shù)字測速硬件電路 22
4.4 鍵盤/顯示接口 23
4.5 全數(shù)字 PWM 調(diào)制器 24
4.6 IGBT驅(qū)動電路 26
4.7 IGBT 緩沖電路 26
4.8本章小結(jié) 28
第五章 調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計 29
5.1 軟件設(shè)計的基本要求 29
5.2 軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 29
5.3 軟件的編制 31
5.3.1 微機頭文件的設(shè)置 31
5.3.2 主程序設(shè)計 31
EX0=0;keye=0;//鍵值處理，暫時關(guān)鍵盤外中斷 33
EX0=1;//鍵值處理完，重開關(guān)鍵盤外中斷 33
5.3.3 數(shù)字?jǐn)?shù)字轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的算法及軟件實現(xiàn) 34
Ii=Ki*k;//計算積分項 36
5.4 防止程序運行失常的軟件措施 37


摘要
當(dāng)今，自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，而直流調(diào)速控制作為電氣傳動的主流在現(xiàn)代化生產(chǎn)中起著主要作用。本文主要研究直流調(diào)速系統(tǒng)，它主要由三部分組成，包括控制部分、功率部分、直流電動機。長期以來，直流電動機因其具有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速比較靈活、方法簡單、易于大范圍內(nèi)平滑調(diào)速、控制性能好等特點，一直在傳動領(lǐng)域占有統(tǒng)治地位。
微機技術(shù)的快速發(fā)展，在控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文對基于微機控制的閉環(huán)可逆直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)進行了較深入的研究，從直流調(diào)速系統(tǒng)原理出發(fā)，逐步建立了閉環(huán)直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，用微機硬件和軟件發(fā)展的最新成果，探討一個將微機和電力拖動控制相結(jié)合的新的控制方法，研究工作在對控制對象全面回顧的基礎(chǔ)上，重點對控制部分展開研究，它包括對實現(xiàn)控制所需要的硬件和軟件的探討，控制策略和控制算法的探討等內(nèi)容。在硬件方面充分利用微機外設(shè)接口豐富，運算速度快的特點，采取軟件和硬件相結(jié)合的措施，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的控制。
論文分析了系統(tǒng)工作原理和提高調(diào)速性能的方法，研究了 IGBT 模塊應(yīng)用中驅(qū)動、吸收、保護控制等關(guān)鍵技術(shù).在微機控制方面，討論了數(shù)字觸發(fā)、數(shù)字測速、數(shù)字 PWM 調(diào)制器、雙極式 H 型 PWM 變換電路、轉(zhuǎn)速控制器的原理,并給出了軟、硬件實現(xiàn)方案。該方案以 8751微機為核心，分別采用了 8253、8279、741914、74LS138 等芯片與一些外圍電路。通過實時試與調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，此調(diào)速系統(tǒng)可獲得快速、精確的調(diào)速效果。

關(guān)鍵詞： 直流可逆調(diào)速，數(shù)字觸發(fā)，PWM,數(shù)字控制器