数字直流调速系统的设计与实现

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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⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯