毕业设计（论文）

双闭环直流调速系统设计

双闭环直流调速系统设计

摘 要

本文对微机控制的直流调速系统进行了较深入的研究，从直流调速系统的原理出发，建立了双闭环直流调速系统的数学模型，用MATLAB进行系统仿真，实现了控制器参数整定。在此基础上以数字信号处理器(DSP)为控制器，通过对系统硬件和软件的设计实现了直流电动机双闭环调速系统的设计。结果表明，此调速系统具有较强的鲁棒性。

关键词：微机控制，双闭环，直流调速，数字信号处理器

The Design of the Double Closed Loops

DC Timing System Controller

Abstract

In this paper, DC timing system controlled by microcomputer had been researched deeply. Beginning with the theory of the DC timing system, the math model of the double closed loops DC timing system had been build up, the controller parameter had been adjusted after the system had been simulated with MATLAB, Based on the result of the simulation, digital signal processor (DSP) is taken as the controller, the design of the double closed loops timing system of the DC motor has been realized through the design of the system’s hardware and software. The result shows that this timing system has strong robust.

Keywords: microcomputer control, double closed loops, DC timing, DSP

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状和应用前景 1.3 本研究课题的主要研究内容 1.4 本章小结

第二章 课程的设计和要求

2.1主要技术指标

（1）静态：无静差

（2）动态：电流超调量≤5%

2.2设计要求

（1）选择可控硅直流电动机调速系统的方案。 （2）主回路参数计算选择。 （3）控制系统设计

2.3给定条件

直流电机的参数：

Zz=22, Ped=1.1kw, Ued=220V, Ied = 6.5A,

ned =1500r.p.m Us = 220V

励磁方式：他励 直流测速发电机：

Ped=22W, Ued=110V, Ied =220mA,

定额：连续。

ned =2000p.m

分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图。确定调速系统主电路元部件及其参数。动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求 。

第三章 系统的原理与方案选择

3.1 双闭环直流调速系统电路原理

随着调速系统的不断发展和应用，传统的采用 PI 调节器的单闭环调速系统既能实现转速的无静差调节，又能较快的动态响应只能满足一般生产机械的调速要求。为了提高生产率，要求尽量缩短起动、制动、反转过渡过程的时间，最好的办法是在过渡过程中始终保持电流（即动态转矩）为允许的最大值，使系统尽最大可能加速起动，达到稳态转速后，又让电流立即降低，进入转矩与负载相平衡的稳态运行。要实现上述要求，其唯一的途径就是采用电流负反馈控制方法，即采用速度、电流双闭环的调速系统来实现。在电流控制回路中设置一个调节器，专门用于调节电流量，从而在调速系统中设置了转速和电流两个调节器，形成转速、电流双闭环调速控制。双闭环调速控制系统中采用了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实现串级连接。

图1－1.1为转速、电流双闭环直流调速系统的原理图。图中两个调节器ASR和ACR分别为转速调节器和电流调节器，二者串级连接，即把转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。电流环在内，称之为内环；转速环在外，称之为外环。

两个调节器输出都带有限幅，ASR的输出限幅什Uim决定了电流调节器ACR的给定电压最大值Uim，对就电机的最大电流；电流调节器ACR输出限幅电压Ucm限制了整流器输出最大电压值，限最小触发角α。

图1-1.1 双闭环直流调速系统电路原理图

3.2双闭环直流调速系统动态数学模型

双闭环直流调速系统动态结构图如图1-1.2所示。图中WASR(s)和WACR(s)分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。如果采用PI调节器，则有

WASR(s)?Kn?ns?1 ?ns（1-1）