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时间:2019-03-01
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1、数字直流调速系统的设计与实现摘要当今,自动化控制系统已经在各行业得到了广泛的应用和发展,而直流调速系统控制作为电气传动的主要方式之一,在现代化生产中起着主要作用。随着微电子技术的发展,计算机在调速系统中的应用不仅使系统简化,体积减小,可靠性提高,而且各种经典和智能算法都分别在调速系统中得到了灵活的应用,以此来实现最优控制。本论文在直流调速系统理论研究的基础上,对双闭环直流调速系统中的转速调节器采用PID控制算法、电流调节器采用PI算法;提出了PID参数的整定方法,并运用MATLAB仿真软件进行比较分析;在以TMS320LF2407ADSP为基础
2、的开发平台实现系统的硬件和软件设计;最后利用组态王软件编写上位机监控软件监视和控制系统的运行。关键词:PID整定硬件设计软件设计监控TheDesignandRealizationoftheDigitalDCSpeedRegulationABSTRACTAtpresent,autocontrolsystemhasbeenwidelyusedanddevelopedineverywalkoflire.TheDCspeedregulation,asthearteryintheareaofelecticdrivesystemactsthemaineff
3、ectinmordernizationproduction.Withthedevelopmentofthemicroelectricity,theuseofthecomputerinspeedregulationsystemsimpliesthesystem,reducesthevolume,increasesthereliability.TheOptimumControlisachievedbytheuseofbothclassicalmethodsandintelligentmethods.paperisbasedonthetheoryof
4、theDCspeedregulation.ThekindofspeedcontrollerisPIDandthatofthecurrentcontrollerisPI.ThepaperdescribesthemethodstotunetheparametersofPID,andanalyzestheperformanceofthesemethodsbyMATLABsoftware.Then,itdescribesthehardwareandthesoftwarewhicharebasedonTM$320LF2407ADSP.Atlast,the
5、paperintroducesthemonitorandcontrolsystembytheKingviewsoftware.Keywords:tunetheparametersofPIDdesignhardwareandsoftwaremonitorandcontrolsystem插图清单图2—1不同转速下的静差率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4图2.2典型的阶跃响应过程和跟随性能指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5图2.3突加扰动的动态过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6图2.4双闭环直流调速系统电路原理图⋯⋯⋯⋯
6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7图2。5他励直流电动机等效电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.8图2.6他励直流电动机动态结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.9图2.7三相桥全控整流电路原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.9图2—8双闭环直流调速系统动态结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..10图2.9典型I型系统结构图和波特图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.11图2.10典型II型系统结构图和波特图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.11图2.11电流环的结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12图2.1
7、2转速环的等效结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..13图2.13数字双闭环直流调速系统原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14图3.1工程整定方法下的转速和电流曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..19图3.2带有延迟的一阶过程模型阶跃响应图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.20图3.3带有继电器的控制框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21图3—4Z.N频率整定下的电流和转速曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..24图3.5模糊控制器的组成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25图3—6模糊自整定PID参数控制系统的结构图
8、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.28图3.7输出的一般响应曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28图3.8各模糊变量的隶属度函数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
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