数字式直流调速系统的研究及设计.doc

数字式直流调速系统的研究及设计 第1章绪论直流调速速是指人为地或自动地改变直直流电动机的转速,以满足工工作机械的要求。从机械特性性上看,就是通过改变电动机机的参数或外加工电压等方法法来改变电动机的机械特性,,从而改变电动机机械特性和和工作特性机械特性的交点,,使电动机的稳定运转速度发发生变化。直流电动机具有良良好的起、制动性能，宜于在在广泛范围内平滑调速，在轧轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机机、海洋钻机、金属切削机床床、造纸机、高层电梯等需要要高性能可控电力拖动的领域域中得到了广泛的应用。近年年来，交流调速系统发展很快快，然而直流拖动系统无论在在理论上和实践上都比较成熟熟，并且从反馈闭环控制的角角度来看，它又是交流拖动控控制系统的基础，所以直流调调速系统在生产生活中有着举举足轻重的作用。 11课题题背景与研究目标 直流调速速系统，特别是双闭环直流调调速系统是工业生产过程中应应用最广的电气传动装置之一一。广泛地应用于轧钢机、冶冶金、印刷、金属切削机床等等许多领域的自动控制系统中中。它通常采用三相全控桥式式整流电路对电动机进行供电电，从而控制电动机的转速，，传统的控制系统采用模拟元元件，如晶体管、各种线性运运算电路等，虽在一定程度上上满足了生产要求，但是因为为元件容易老化和在使用中易易受外界干扰影响，并且线路路复杂、通用性差，控制效果果受到器件性能、温度等因素素的影响，从而致使系统的运运行特性也随之变化，故系统统的运行可靠性及准确性得不不到保证，甚至出现事故。 直流电动机可逆调速系统数字字化已经走向实用化，其主要要特点是： 常规的晶闸管直直流调速系统中大量硬件可用用软件代替，从而简化系统结结构，减少了电子元件虚焊、、接触不良和漂移等引起的一一些故障，而且维修方便； 动态参数调整方便； 系统统可以方便的设计监控、故障障自诊断、故障自动复原程序序，以提高系统的可靠性； 可采用数字滤波来提高系统的的抗干扰性能； 可采用数字字反馈来提高系统的精度； 容易与上一级计算机交换信息息； 具有信息存储、数据通通信的功能； 成本较低。 此次课题设计一个直流调速速系统，包括主电路和控制回回路。主电路由晶闸管构成，，控制回路主要由单片机，检检测电路，驱动电路，按键输输入，数码显示等构成，检测测电路又包括电流检测，转速速检测，电源逻辑状态检测等等部分。 12课题的实际意意义 随着微电子技术,微处处理机以及计算机软件的发展展,使调速控制的各种功能几几乎均可通过微处理机,借助助软件来实现。即从过去的模模拟控制向模拟-数字混合控控制发展,最后实现全数字化化。 在数字化系统中,除具具有常规的调速功能外,还具具有故障报警,诊断及显示等等功能,同时,数字系统通常常具有较强的通信能力,通过过选配适当的通信接口模板,,可方便地实现主站和从站间间的数字通信,组成分级多机机的自动化系统。为易于调试试,数字系统的软件,一般设设计有调节器参数的自化优化化,通过启动优化程序,实现现自动寻优和确定系统的动态态参数,以及实现如直流电动动机磁化特性曲线的自动测试试等,有利于缩短调试时间和和提高控制性能。国外一些电电气公司都有成系列的与模拟拟调整系统相对应的全数字交交、直流调速装置产品可供选选用,新开发的调速系统几乎乎全是数字式的。与模拟系统统类似,全数字调速系统已发发展成为紧凑式和模块式两大大类，但全数字调速系统还是是有模拟调速系统无法比拟的的优点,技术更先进,操作方方便。 数字调速系统与模拟拟调速系统相对比,技术性能能有如下优点: 静态精度高高且能长期保持； 动态性能能好,借助于丰富的软件,易易于实现各类自适应和复合控控制； 调速范围宽； 电压压波动小； 参数实现软件化化,无漂移影响； 所用元件件数量少,不易失效； 设定定值量化程度高,且状态重复复率好； 放大器和级间耦合合噪声很小,电磁干扰小； 调试即投产灵活方便,易于于设计和修改设计； 标准及及通用化程度高,除主PU模模块外,仅数种附加模块； 可实现,包括工艺参数在内内的多元闭环控制； 适用范范围广,可实现各类变速控制制及易于实现与单片机或PLL系统通信。 由此,数字化化将在未来的调速设备中得到到大量应用。 数字化是调速速系统自动化的基础，特别是是当前网络技术在工业领域的的普及与发展，就更加确定了了数字控制的主导地位，因此此研究该课题具有实际意义。。 第2章系统方案选择和总总体结构设计本设计主电路采采用晶闸管三相全控桥整流电电路供电方案，控制电路 education on Party membersadvancement activities and enhance awareness of the Communist Youth League education achievements,