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基于单片机的直流调速系统设计(最终版) 基于单片机的直流调速系统设计(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 17:03:22

《基于单片机的直流调速系统设计(最终版)》修改意见稿

1、“.....不同的测速方法对应的误差是不同的法测速适用于高速,测速法适用于低速,法高低速都使用。由于本设计主要针对高速时的速度控制,所以选择用法测速。法测速公式。从这里可以看出速度的误差主要是由圆盘边缘上的凹槽数的多少决定的,为了减少系统误差应尽量提高凹槽的数量,在本次设计中取凹槽数为,采样时间为,则速度计算具体程序流程如图所示。图测速流程图控制系统调试分析为了验证设计是否符合控制要求,需对设计的系统进行验证与分析。为此本人用软件进行电路设计与板的制作成功的把硬件做了出来。根据之前介绍的参数整定方法,经验法比较合适用于本系统的调试。调试的原则为先是比例后积分,最后再把微分加曲线振荡很频繁,比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳曲线偏离回复慢,积分时间往下降曲线波动周期长,积分时间再加长曲线振荡频率快,先把微分降下来动差大来波动慢,微分时间应加长。下面以调节器为例,具体说明经验法的整定步骤控制系统投入闭环运行让......”

2、“.....观察系统的反应,获得满意控制过程后即可确定的值。取比例系数为当前的值乘以,的值根据观测情况赋值,同时加以阶跃变化,的扰动信号,直至求得满意的控制过程。的值保持不变,调整的取值,观察控制过程是否有改善,如有改善则继续调整,直到满意为止。否则,的取值增大些,再调整的取值,力求改善控制过程。如此反复试凑,直到找到满意的比例系数和积分系数为止。④引入适当和,此时和适当增大。上述步骤样,和也需反复调整,直到控制过程满意为止。根据上诉方法,通过硬件调试得出数据如表所示表测试数据表次数设定设定设定设定超调量调节时间误差通过观察得出该系统比较合适的三者的参数值为,,。通过以上数据分析可知,该系统符合设计的任务及要求,证实了设计方案的可行性和设计方法的正确性。结论毕业论文是本科学习阶段次非常难得的理论与实际相结合的机会,通过这次比较完整的直流调速系统设计,我摆脱了单纯的理论知识学习状态,和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识,解决实际工程问题的能力......”

3、“.....而且通过对整体的掌控,对局部的取舍,以及对细节的斟酌处理,都使我的能力得到了锻炼,经验得到了丰富,并且意志品质力,抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多,过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件,各种设备的选用标准,各种方案的选择原则,我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求,举个简单的例子直流调速系统如果设计不当就将造成生产过程重大的经济损失,这些本是我工作后才会意识到的问题,通过这次毕业设计让我提前了解了这些知识,这是很珍贵的。在设计过程中调速部分让我很头痛,原因是由于本身没什么单片机项目设计经验,而又必须严格按工业标准设计控制系统,从而形成了些矛盾点,这些矛盾在处理上让人很难斟酌,正是基于这种考虑我意识到要向更完美的进行次设计,与其他专业人才的交流沟通是很有必要的......”

4、“.....提高是有限的但提高也是全面的,正是这次设计让我积累了无数实际经验,使我的头脑更好的被知识武装了起来,也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力,更强的沟通力和理解力。从不知道毕业设计怎么做,到顺利如期的完成本次毕业设计,这给了我很大的信心,让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心,同时也为以后的工作打下坚实的基础。致谢经过长期的忙碌,本次毕业设计已顺利完成,作为个还没毕业的本科生,由于缺乏经验,导致许多方面考虑不周全,幸好得到了指导老师的督促和同学们的帮忙,才能够顺利完成了这次毕业设计。在这里,我要先感谢我的指导老师,是她对我的悉心指导,以及对毕业设计各方面提供的意见,帮我理清了许多疑问。还要感谢同学对我的帮助,因为他们,我才顺利完成了我的毕业设计。最后,感谢我的母校为我提供了这么个优良的学习环境,培育我成长起来。在这里,我要对在校期间帮助过我的所有人说声谢谢,参考文献周渊深交直流调速系统与仿真北京中国电力出版社......”

5、“.....潘松,黄继业技术实用教程北京科学出版社,数据手,,读写程序附录电路图主电路图驱动电路图整流稳压电路图附录实物图主电路模块驱动模块整流模块调试图调试图册,陈杰传感器与检测技术北京高等教育出版社,方彦军,孙健智能仪器技术及其应用北京化学工业出版社数据手册锦昌电子数据手册沙占友单片机外围电路设计北京电子工业出版社,泰继荣现代直流控制技术及其系统设计北京机械工业出版社,李杰系列单片机输出的两种方法张俊谟单片机中级教程北京北京航空航天大学出版社,何立民系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术北京北京航空航天大学出版社,王伟,张晶涛,柴天佑参数先进整定方法综述自动化学报附录源程序自定义头文件主程序,生产技术的发展,对直流电气传动在起制动正反转以及调速精度调速范围静态特性动态响应等方面都提出了更高的要求,这就要求大量使用直流调速系统。因此人们对直流调速系统的研究将会更深步。本论文研究内容本次设计主要研究的是直流控制系统的调速,纵所周知运动控制系统最主要的控制对象是电机,在不同的生产过程中......”

6、“.....因此本次设计主要是利用控制技术对直流电机转速的控制。其设计思路为以单片机为控制核心,产生占空比受算法控制的脉冲实现对直流电机转速的控制。同时利用光电传感器将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机中,构成转速闭环控制系统,达到转速无静差调节的目的。在系统中采显示器作为显示部件,通过键盘控制电机正反转启停以及速度的设定,启动后通过显示部件了解电机当前的设定转速与实际转速。因此该系统在硬件方面包括电源模块电机驱动模块控制模块速度检测模块人机交互模块。软件部分采用语言进行程序设计,其优点为可移植性强算法容易实现修改及调试方便易读等。内直流调速及控制原理直流电机调速原理直流电动机根据励磁方式不同,直流电动机分为自励和他励两种类型。不同励磁方式的直流电动机机械特性曲线有所不同。但是对于直流电动机的转速有以下公式其中电压内励磁绕组本身的电阻每极磁通电势常数转矩常量。由上式可知,直流电机的速度控制既可采用电枢控制法,也可采用磁场控制法。磁场控制法控制磁通,其控制功率虽然较小......”

7、“.....高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制,而且由于励磁线圈电感较大,动态响应较差。所以在工业生产过程中常用的方法是电枢控制法。图直流电机的工作原理图电枢控制是在励磁电压不变的情况下,把控制电压信号加到电机的电枢上,以控制电机的转速。传统的改变电压方法是在电枢回路中串联个电阻,通过调节电阻改变电枢电压,达到调速的目的,这种方法效率低平滑度差,由于串联电阻上要消耗电功率,因而经济效益低,而且转速越慢,能耗越大。随着电力电子的发展,出现了许多新的电枢电压控制方法。如由交流电源供电,使用晶闸管整流器进行相控调压脉宽调制调压等等。调压调速法具有平滑度高,能耗少,精度高等优点。在工业生产中广泛使用其中脉宽调制应用更为广泛。脉宽调制原理脉冲宽度调制技术就是通过对系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形含形状和幅值的技术。下式是占空比计算公式式中表示个周期内开关管导通的时间,表示个周期的时间。占空比表示了在个周期里,开关管导通的时间与周期的比值,变化范围为。由上式可知......”

8、“.....电枢的端电压的平均值为,因此改变占空比就可以改变端电压的平均值,从而达到调速的目的,这就是调速原理。在调速时,占空比是个重要参数。以下是三种可改变占空比的方法定宽调频法保持不变,改变,从而改变周期或频率。调宽调频法保持不变,改变,从而改变周期或频率。定频调宽法保持周期或频率不变,同时改变。前种方法由于在调速时改变了控制脉冲的周期或频率,当控制脉冲的频率与系统的固有频率接近时,将会引起振荡,因此应用较少。目前,在直流电动机的控制中,主要使用第种方法。定频调宽法是利用个固定的频率来控制电源的接通或断开,并通过改变个周期内接通和断开时间的长短,即改变直流电机电枢上电压的占空比来改变平均电压的大小,从而控制电动机的转速,因此,又被称为开关驱动装置。如图所示图电枢电压占空比和平均电压的关系图控制技术参数组成控制算法是微机化控制系统的个重要组成部分,整个系统的控制功能主要由控制算法来实现。目前提出的控制算法有很多。根据偏差的比例积分微分进行的控制,称为控制。实际经验和理论分析都表明......”

9、“.....至今仍是种应用最为广泛的控制算法之。下面分别介绍模拟数字及其参数整定方法。模拟控制在模拟控制系统中,控制是应用最为广泛的,为了说明控制器的工作原理,以小功率直流电机做个例子。如图所示是直流电机的调速原理图,给定速度与实际速度相比较,其差值,经过控制器运算及信号放大,输出电机控制电压,改变直流电机的转速。图小功率直流电机调速系统常规的模拟控制系统原理框图如图所示,改系统由模拟控制器和被控对象组成。图中,是给定值,是系统的实际输出值,给定值与实际输出构成控制偏差作为控制的输入,作为控制器的输出和被控对象的输入。所以模拟器的控制规律为式其中控制器的比例系数控制器的积分时间,也称积分系数控制器的微分时间,也称微分系数图模拟控制系统原理图控制由反馈系统偏差的比例积分和微分的线性组合而成,这种基本控制规律各具特点。数字控制在种设计方案。方案采用旋转编码器测速,旋转编码器是种工业控制上最常见的种测速工具,对环境要求不高,性能稳定,精度高力矩小,耗能低可靠使用寿命长等特点......”

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