电机调速控制系统设计毕业设计
伺服电机控制系统毕业论文设计

调速应用领域最初用得最多的是直流电机,随着交流调速技术特别是电力电子技术和控制技术的发展,交流变频技术获得了广泛应用,变频器和交流电动机迅速渗透到原来直流调速系统的绝大多数应用领域。近几年来,由于直流伺服电动机体积小、重量小和高效节能等一系列优点,中小功率的交流变频系统正逐步被直流伺服电动机系统所取代,特别是在纺织机械、印刷机械等原来应用变频系统较多的领域,而在一些直接由电池供电的直流电机应用领域,则更多的由直流伺服电动机所取代。
This article mainly discusses the designations of three-phase BLDCM velocity modulation system. The master controlled unit is BLDCM special-purpose control chip 80C196MC, assistanceswith the keyboard, the monitor, examines the electric circuit, the power electric circuit, actuates the electric circuit, the protection circuit and so on. The BLDCM with 3 Hall sensors establishing inside, to exam the position of the rotor and decide the phase change of electricalmachinery, the system calculates the rotational speed of the electrical machinery to realize the velocity-feedback control according to the Hall signal.
三菱变频器对异步电动机调速控制-三相异步电动机调速控制系统毕业设计

摘要随着变频调速异步电动机在国内外市场上日益扩大应用,自90年代中期以来,我国有众多电动机生产企业设计、研制和生产适用于不同应用的各种系列变频调速三相异步电动机,例如:通用变频调速电动机系列、起重冶金变频调速电动机系列、隔爆变频调速电动机系列、电梯变频调速电动机系列、辊道变频调速电动机系列、牵引变频调速电动机系列等。
从目前情况看,这些系列电动机能基本满足国内市场的需求原理是当定子三绕组通三相对称电流后,定转子产生旋转磁场,根据右手定则,转子绕组产生感应电动势,由于绕组是闭合的,所以产生感应电流,根据左手定则,转子绕组相当于空间绕组,进而产生电磁转距,合成磁转距大于阻转距时,电机起动,重点是三相异步电动机变频调速,一方面当f1<fN时,为恒转矩调速,转矩不变,额定转速降低,增大起动转矩Tst,另一方面当f1>fN时,为恒功率调速,调速前后功率不变,额定转速升高,减小启动转矩Tst。
变频调速可以实现宽范围内的平滑调速,变频调速电机以简单的结构、优良的调速性能、较高的调速比,应用越来越广泛。
本论文的主要就是利用三菱变频器,对三相异步电动机进行变频的调速。
关键词:三相异步电动机;三菱变频器;变频调速AbstractWith the increasing application of VVVF asynchronous motors in the domestic and foreign markets, since the middle of 90's, China's motor manufacturers design, development and production is suitable for various series of Variable-Frequency Adjustable-Speed Three-Phase Asynchronous Motor, different applications such as: General VVVF motor series, crane and metallurgical VVVF motor series, flameproof inverter motor series, VVVF elevator motor series, roller VVVF motor series, inverter-fed motor series. Judging from the current situation, these series motors can basically meet the needs of the domestic market is the principle when the stator winding through three symmetrical three-phase current, stator and rotor rotating magnetic field is generated, according to the right-hand rule, the rotor winding induced electromotive force, the winding is closed, so generate induction current, according to the left, the rotor winding is equivalent to space winding, and electromagnetic torque, starting motor magnetic torque is greater than the resistance of synthesis of torque,, the focus is variable frequency speed control of three-phase asynchronous motor, hand when F1 < fN, for constant torque speed, torque is not changed, the rated speed is reduced, increase the starting torque of Tst, on the other hand, when F1 > fN, for constant power speed, speed regulation and constant power, rated speed increased, reduce the starting torque Tst. VVVF can achieve smooth speed wide range, frequency conversion motor with simple structure, good performance of speed regulation, high speed adjustment, more and more extensive application. The main of this paper is to utilize Mitsubishi inverter frequency, speed control of three-phase asynchronous motor.Key words: threephase asynchronous motor ;Mitsubishi inverter ;frequency control目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (V)1 绪论 (1)1.1本课题的研究内容和意义 (1)1.2国内外的发展概况 (2)1.3本课题应达到的要求 (3)2 三相异步电动机的研究 (4)2.1三相异步电动机的结构 (4)2.2三相异步电动机的转动原理 (5)2.3异步电机的等效电路 (6)2.4异步电动机的调速原理及方法 (7)2.5电动机和电源的连接 (8)3 三菱变频器 (9)3.1三菱变频器的结构 (9)3.2三菱变频器的操作面板 (10)3.3三菱变频器的安装 (11)3.4三菱变频器的接线 (12)4 三菱变频器的变频系统设计 (17)4.1三菱变频器的操作系统 (17)4.2频率系统的设定 (19)4.3三菱变频器系统的调速设定 (22)4.4加减速时间设定 (24)4.5保护系统的设计 (26)4.6调速系统的软件设计 (26)4.7变频器出错对策 (27)4.7.1 电机保持不转 (27)4.7.2 电机旋转方向相反 (27)4.7.3 速度与设定值相差很大 (27)4.7.4 加减速不平稳 (27)4.7.5 速度不能增加 (28)5 结论与展望 (29)5.1结论 (29)5.2展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)1 绪论1.1 本课题的研究内容和意义近年来,电动机作为主要的动力设备被广泛的应用于工农业生产、国防科技、日常生活等各个方面,其负荷约占总发电量的60%-70%,成为用电量最多的电气设备,根据采用的控制方式不同,电动机分为直流电动机和交流电动机两大类。
单片机实现直流电机PWM调速系统毕业设计

畢業設計(論文)題目:利用單片機控制的直流電機轉速系統的設計班級:XX姓名:XZ指導教師:XX說明:8051畢業設計任務書7 (3)一、設計題目 (3)第1章緒論 (5)1.1利用單片機控制的直流電機轉速系統設計目的和意義 (5)1.1.1選題的目的和意義 (5)1.1.2國內外研究現狀簡述: (5)1.1.3畢業設計(論文)所採用的研究方法和手段: (5)1.2利用單片機控制的直流電機轉速系統的設計設計專案發展 (6)1.3利用單片機控制的直流電機轉速系統的設計原理 (6)第2章系統硬體電路的設計 (8)2.1 系統總體設計框圖及單片機系統的設計 (9)2.1.1 系統總體設計框圖 (9)2.1.2 8051單片機簡介 (9)2.1.3 單片機系統中所用其他晶片簡介 (11)2.1.4 8051單片機擴展電路及分析 (15)2.2 PWM信號發生電路設計 (17)2.2.1 PWM的基本原理 (17)2.2.2 PWM信號發生電路設計 (18)2.2.3 PWM發生電路主要晶片的工作原理 (19)2.3 功率放大驅動電路設計 (22)2.3.1 晶片IR2110性能及特點 (22)2.3.2 IR2110的引腳圖以及功能 (23)2.4 主電路設計 (25)2.4.1 延時保護電路 (25)2.4.2 主電路 (25)2.4.3 輸出電壓波形 (28)2.5 測速發電機 (28)2.6 濾波電路 (29)2.7 A/D轉換 (29)1.7.1 晶片ADC0809介紹 (29)2.7.2 ADC0809的引腳及其功能 (29)第3章.直流調速系統 (30)3.1 直流調速系統概述 (31)3.2單閉環直流調速系統 (31)3.3開環系統機械特性和閉環系統靜特性的比較 (33)第4章利用單片機控制的直流電機轉速系統的設計 (35)4.1系統軟體部分的設計 (35)4.1.1 PI 轉速調節器原理圖及參數計算 (35)4.2 控制電路設計 (36)4.2.1 單片機資源分配 (36)4.2.2 程式流程圖 (40)第5章結論 (41)致謝 (42)參考文獻 (43)畢業設計任務書7一、設計題目利用單片機控制的直流電機轉速系統的設計二、設計要求設計一個用單片機實現對直流電機轉速控制系統。
基于PLC的直流电机调速系统设计毕业设计
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基于PLC的直流电机调速系统设计毕业设计目录1.1 直流调速系统的发展史概述 (2)1.2 可编程控制器PLC (3)1.2.1 PLC的发展概述 (3)1.2.2 PLC的特点 (4)1.3 选题背景及论文主要内容 (5)1.3.1 选题背景 (5)1.3.2 论文的主要内容 (6)第 2 章直流调速系统 (7)2.1 调速系统的性能指标 (7)2.1.1 稳态性能指标 (8)2.1.2 动态指标 (9)2.2 PWM直流调速系统 (11)2.2.1 直流电动机的PWM控制原理 (11)2.2.2 PWM直流调速系统的组成 (12)2.2.3 PWM调速系统的主要参数 (18)2.3 双闭环直流脉宽调速系统 (20)2.3.1 电流、转速反馈环节 (20)2.3.2 设计中的调节器计算 (22)2.3.3 双闭环脉宽调速系统的起动过程 (26)第 3 章现代PLC控制技术 (28)3.1 PLC的组成和分类 (28)3.2 PLC的工作原理 (28)3.3 PLC电机控制系统设计的基本内容和步骤 (30)3.3.1 PLC的硬件设计的一般步骤 (30)3.3.2 PLC软件设计的一般步骤 (31)3.3.3 设计中用到的模块 (32)第 4 章基于PLC的直流电机调速系统设计 (34)4.1 设计任务 (34)4.2 脉宽调制系统特有部分设计 (34)4.3 PLC硬件设计 (35)4.4 PLC 软件设计 (37)结束语 (40)致谢 (41)参考文献(主要及公开发表的文献) (2)附录 (4)第 1 章引言传统直流电动机双闭环调速系统采用的是继电器控制,加PI 调节器及校正装置,实现控制系统稳定运行。
但由于继电器,集成运算放大器,电气元件的老化易出故障而损坏,而且结线复杂,使其工作可靠性较差。
采用 PLC 设计的直流电动机双闭环调速系统能有效地克服上述缺点,并且具有结构简单,调试修改参数方便,工作可靠,性能价格比较高的优点。
毕业设计(论文)-单片机控制的电机交流调速系统设计
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毕业设计毕业设计任务书摘要............................................................................................. 错误!未定义书签。
第1章引言................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1单片机的产生和发展.......................................................... 错误!未定义书签。
1.2交流调速系统的现状.......................................................... 错误!未定义书签。
第2章硬件设计....................................................................... 错误!未定义书签。
2.1系统总体方案设计.............................................................. 错误!未定义书签。
2.2主回路设计.......................................................................... 错误!未定义书签。
2.2.1整流滤波电路的设计................................................ 错误!未定义书签。
2.2.2整流电路意义总结.................................................... 错误!未定义书签。
2.3整流电路分类...................................................................... 错误!未定义书签。
基于单片机实现直流电机PWM调速系统毕业设计

畢業設計(論文)基於單片機實現直流電機PWM調速系統系別:電氣與資訊工程系專業班級:電氣自動化06—32(1)班指導教師:董曉紅老師完成日期:2009年6月12日一、題目:基於單片機實現直流電機PWM調速系統二、指導思想和目的:通過畢業設計,培養學生綜合運用所學的知識和技能解決問題的本領,鞏固和加深對所學知識的理解;培養學生調查研究的習慣和工作能力;培養學生建立正確的設計和科學研究的思想,樹立實事求是、嚴肅認真的科學工作態度。
三、設計任務或主要技術指標:利用MCS-51系列單片機,通過PWM方式控制直流電機調速的方法。
採用了專門的晶片組成了PWM信號的發生系統,然後通過放大來驅動電機。
利用直流測速發電機測得電機速度,經過濾波電路得到直流電壓信號,把電壓信號輸入給A/D轉換晶片最後回饋給單片機,在內部進行PI運算,輸出控制量完成閉環控制,實現電機的調速控制。
四、設計進度與要求:1):佈置設計任務,深入瞭解設計內容,搜集參考資料,學習有關內容。
2):學習學校畢業設計的的實際情況,和格式要求。
3):設計網路拓撲結構以及構思設計的基本思路和設計過程。
4):根據根據設計要求和構思思路查找設計內容。
5):根據要求和設計的基本方案對設計要求的材料進行預算。
6):完善設計方案並繪製必須的圖紙草圖,編寫設計說明書。
7):對圖紙進行校正和測繪,畫合格的正式圖紙。
8):總結,熟悉設計內容,準備畢業答辯,完成答辯。
五、主要參考書及參考資料:[1] 王離九,黃錦恩編著,電晶體脈衝直流調速系統,華中理工大學出版社出版[2] 丁元傑主編,上海市教育委員會組編,單片微機原理及應用,機械工業出版社[3] 李榮生主編,電氣傳動控制系統設計指導,機械工業出版社[4] 吳守箴,臧英傑編著,電氣傳動的脈寬調製控制技術,機械工業出版社[5] 陳伯時主編,自動控制系統---電力拖動控制,中央廣播電視大學出版社專業班級:電氣自動化06—32(1)班學生:景天紅指導教師:董曉紅老師教研室主任(簽名):系(部)主任(簽名):年月日新疆工業高等專科學校畢業設計(論文)評定意見書設計(論文)題目:基於單片機實現直流電機PWM調速系統專題:基於單片機實現直流電機PWM調速系統設計者:姓名景天紅專業電氣自動化班級06—32(1)班設計時間:2009年4月20日—2009年6月12日指導教師:姓名職稱單位評閱人:姓名職稱單位評定意見:評定成績:指導教師(簽名):年月日評閱人(簽名):年月日答辯委員會主任(簽名):年月日(上頁背面)畢業設計評定意見參考提綱1.學生完成的工作量與內容是否符合任務書的要求。
直流电机调速控制系统的设计
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继续教育学院毕业设计(论文)题目:直流电机控制系统的设计专业名称:机电一体化学号:017115110015学生姓名:陈佳宇指导教师:蒋萍萍老师目录1.绪论 (4)1.1直流电机调速系统的研究意义 (4)1.2直流电机调速的发展趋势 (4)1.3本文研究的内容 (5)2.直流调速系统的硬件设计 (5)2.1设计方案综述 (5)2.1.1 H桥驱动电路设计方案 (6)2.1.2 调速设计方案 (7)2.2 硬件设计 (7)2.2.1 电源电路 (7)2.2.2 H桥驱动电路 (8)2.2.3 基于霍尔传感器的测速模块 (8)2.2.4 LCD显示模块 (9)3.直流调速系统的软件设计 (10)3.1 PWM技术简介 (10)3.1.1 PWM介绍 (10)3.1.2 PWM控制的基本原理 (10)3.1.3 PWM调速原理 (11)3.2 调节器设计 (13)3.2.1电流调节器设计 (13)3.2.2速度调节器的设计 (14)3.3 软件设计 (16)3.3.1系统总控制流程图及说明 (16)3.3.2 PWM波软件设计 (17)3.3.3 测速软件设计 (20)4. 基于matlab的仿真分析 (21)4.1仿真步骤 (21)4.2仿真分析 (23)5.总结 (26)参考文献 (27)摘要直流电机具有良好的启动性能和调速特性,它的特点是启动转矩大,能在宽广的范围内平滑、经济地调速,转速控制容易,调速后效率很高。
本文设计的直流电机调速系统,主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LCD液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。
电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式,PWM是脉冲宽度调制,通过51单片机改变占空比实现。
通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制,LCD实现对测量数据(速度)的显示。
电机转速利用霍尔传感器检测输出方波,通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数,计算出电机的速度,实现了直流电机的反馈控制。
基于PLC控制的交流电机变频调速系统_本科毕业设计
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1
1.1
在油田开发过程中,通过注水保持地层压力,是实现原油高产、稳定的重要手段。对于断裂区块的油田,每个区块注水范围小,注水量随开采状况的变化,需要经常调整,大部分注水站都存在额定流量与实际流量不相匹配的问题。
关键词:异步电机;变频控制;PID;模糊PID;单神经元自适应PID;罗克韦尔网络
Abstract
AC motor as a key part of the motion control, plays an important role in theoilfield waterinjection.This experimental designanAc speed adjustment systembasedon Rockwell automationPLC,completes data real-time gathering, the control quantity real-time output and the controlled process real-time monitoring, achieves the system response to be fast, control precise goal.
The system use Rockwell PLC ascontroller,frequency converter asactuator,asynchronous machine as controlled object,tachometer generator as feeler mechanism. Build the control loop in the Rockwell Ethernet and the control netplatform.Joins the PID control, fuzzy PID,Single neuron adaptive PIDin the controller the control, obtains their dynamic response curve, and carries on the contrast to the dynamic property and the stable state performance.
基于plc的电机变频调速系统设计_毕业设计论文

基于plc的电机变频调速系统设计1 绪论1.1本课题研究目的和意义PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、寿命长等到一系列优点[2]。
可编程控制器(PLC)的核心微处理器,通过将计算机技术与传统的继电器控制系统有机结合起来,能够实现高度灵活、高可靠性的工业控制。
为了进一步提高设备的自动化程度,越来越多的企业将PLC 技术应用于其工厂设备中。
将原有电机控制系统的技术进行改造,引入电机控制系统的数据自动采集、监控以及变频、组态技术完善并改进电机变频调速机构。
该系统能对电机转速实现精确控制,实用性强,具有一定的推广价值随着电力电子技术以及控制技术的发展,交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用[5]。
交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。
变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式[3]。
本文对如何利用变频器连接PLC和控制对象,利用软件操作来控制电机的转速,达到远程自动控制进行了讨论[4]。
在工业生产中,电机交流变频调速技术以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,被公认为最有发展前途的调速方式。
PLC控制技术在自动控制系统中被普遍采用。
本文构建了一个变频嚣连接PLC和控制对象,利用软件操作来控制电机转速.以达到远程自动控制的系统[8]。
1.2 交流变频调速技术的研究情况及其发展在21世纪电力电子器件的快速发展,使交流变频调速技术优越的性能得到迅速发展,同时控制理论进步,变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善,响应速度快、节能显著等优点,现在以广泛的用于电力、制造、运输等国民经济领域[6]。
变频调速技术现在被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一,采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求以及节约能源、降低生产成本。
毕业设计(论文)基于智能pid的直流电机调速系统

摘要由于变频技术的出现,交流调速一直冲击直流调速,但综观全局,尤其是我国在此领域的现状,再加上全数字直流调速系统的出现,提高了直流调速系统的精度及可靠性,直流调速仍将处于重要地位。
对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个方面,而在工业生产中对于后两个要求已能很好地实现,但工程应用中稳速指标却往往不能达到预期的效果,稳速要求即以一定的精度在所需要的转速上稳定运行,在各种干扰下不允许有过大的转速波动。
稳速很难达到要求原因在于数字直流调速装置中的PID调节器对被控对象及其负载参数变化自适应能力差。
模糊控制不要求被控对象的精确模型且适应性强,为了克服常规数字直流调速装置的缺点,本文将模糊控制与PID调节器结合,着手fuzzy-PID复合控制方案理论研究和硬件的实现,设计出相关控制方案的直流调速系统,该方案以AT89C51单片机为主控单元,合适的驱动电路和一些外围电路构成硬件系统;以参数模糊自整定PID为控制策略。
本文对于系统的硬件及软件设计进行了详细的设计,包括电机控制模块、检测模块、电机驱动模块的设计等,以及软件的控制思想和编程方法。
本系统的设计顺应了目前国外直流调速朝着数字化,发展的趋势,充分利用了单片机的优点,使得通用性得到了提高。
经过理论分析和设计此控制器的各项性能指标优于模糊控制器和常规PID 控制器,具有很强的鲁棒性。
关键词:模糊控制;直流调速;稳态性能;单片机AbstractAfter Frequency Conversion Technology appeared,AC speed regulation method had always impacted DC Speed Regulation,but Generally speaking,especially the status in our country,in addition to digital DC Speed Regulation emerged,it improving the precision and the reliability in DC Speed Regulation System.DC Speed Regulation was also in the important status.Speed stability、speed ratio、acceleration、deceleration are the four factors in DC Speed Regulation System,the last two factors already reached well in industry application.But the Stability index does not match the desired purpose.Stability index is that the DC motor running in the precision range on desired speed,even if the system has uncertain disturbance.It is hard to realize because of adaptiveability digital DC Speed Regulation device is not enough when in the condition of the load parameters change unpredictably.Fuzzy control does not need precision mathematic model to conquer the shortcoming in routine digital DC Speed Regulation.We can combine with the PID adjuster and fuzzy control,focusing on theory research and realization of fuzzy-PID compound control scheme,design relevant DC Speed Regulation System was designed in the dissertation.This scheme is based on the core of AT89C51 single chip,appropriate driver circuit and some peripheral circuits,Fuzzy Self-tuning PID is the control strategy,This dissertation also introduce the plan of hardware and software,including DC motor control module、driver module、examine circuit and so on in detail,if explained the method of control and the thought of software,this system got used to the trend of digital power in the international,used the single micro—computer fully,and improveed the general use of the power.Theoretical analysis and design showed that all performance indexes of Parameter Self-Adjusting Fuzzy Logic PID Controller was in advance of those of the simple fuzzy controller and the conventional PID controller.Especially,the adaptive fuzzy controller is robust.Keywords:fuzzy logic control(FLC);DC Speed Regulation;stability performance;Single micro-computer目 录摘 要 .................................................................................................................................................I Abstract ......................................................................................................................................... II 目 录 ............................................................................................................................................ I II第一章 绪论 (1)1.1 序言 (1)1.2 PID 控制中存在的问题 (1)1.3 模糊控制的发展状况 (2)模糊控制的发展过程 (2)模糊控制技术要解决的问题 (3)1.4 直流调速系统的发展概况 (4)1.5 本课题的研究内容及目的 (5)第二章 直流调速系统的理论分析 (6)2.1 控制理论在调速系统中的应用分析 (6)调速系统性能指标 (6)直流调速常用的方法 (7)2.2 传统直流调速系统中调节器参数的计算 (9)设计指标及要求 (9)固有、预置参数计算 (9)电流调节器参数计算 (10)转速调节器参数 (10)2.3 数字PID 调节器的原理及应用 (12)2.4 数字PID 控制器的算法实现 (14)第三章 模糊PID 控制算法设计 (16)3.1 模糊控制的原理 (16)模糊控制的理论基础 (16)模糊控制系统的组成 (16)模糊控制在实际中的适用性 (17)3.1.4 模糊控制器的设计方法 (17)3.2直流调速系统模糊PID 控制结构设计 .......................................................................... 18 被控过程对参数P K 、I K 、D K 的自整定要求 (19)3.3模糊自整定PID 参数控器设计 (20)确定控制器的输入、输出语言变量 (20)3.3.2确定各语言变量论域,在其论域上定义模糊量 .............................................. 21 确定P K 、I K 、D K 的调节规则 .. (21)模糊推理和模糊运算 (22)第四章 调速系统硬件设计 (24)4.1硬件总体方案设计 (24)4.2 主电路设计 (24)4.3 整流电力二极管参数的确定 (25)4.4 IGBT 的选择 (26)4.5 IGBT 驱动电路的设计 (26)IGBT 驱动电路的一般要求 (26)IGBT 的专用驱动集成电路 (26)4.6 泵升电压的抑制 (28)4.7 电流反馈信号检测装置设计 (29)概述 (29)4.7.2 电流检测装置的设计 (30)4.8转速检测环节及其与单片机接口电路的设计 (30)4.9 模拟量给定电流、转速反馈量与单片机的接口设计 (32)4.10 键盘与显示接口电路 (32)第五章系统软件设计 (34)5.1主程序 (34)5.2 A/D转换设计 (35)5.3键盘与显示子程序设计 (36)5.4模糊PID控制流程设计 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (42)第一章绪论1.1 序言在现代化的工业生产过程中,几乎无处不使用电力传动装置,生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长,使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
基于单片机控制直流电机调速系统毕业设计论文
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太原理工大学继续教育学院毕业论文单片机控制直流调速系统作者姓名所属系部导师姓名及职称专业班级论文提交日期摘要近年来由于微型机的快速发展,国外交直流系统数字化已经达到实用阶段。
由于以微处理器为核心的数字控制系统硬件电路的标准化程度高,制作成本低,且不受器件温度漂移的影响。
其控制软件能够进行逻辑判断和复杂运算,可以实现不同于一般线性调节的最优化、自适应、非线性、智能化等控制规律。
所以微机数字控制系统在各个方面的性能都远远优于模拟控制系统且应用越来越广泛。
本文介绍的是用一台26KW的直流电动机,8051单片机构成的数字化直流调速系统。
特点是用单片机取代模拟触发器、电流调节器、速度调节器及逻辑切换等硬件设备。
最后进行软件编程、调试以及计算机仿真。
实时控制结果表明,本数字化直流调速系统实现了电流和转速双闭环的恒速调节,并具有结构简单,控制精度高,成本低,易推广等特点,而且各项性能指标优于模拟直流调速系统,从而能够实际的应用到生产生活中,满足现代化生产的需要。
关键词:单片机双闭环直流调速系统数字方式目录第1章绪论 (1)第二章方案论证 (3)第三章直流调速控制系统 (5)3.1单片机部分的组成 (5)3.1.1时钟电路 (7)3.1.2复位电路 (8)3.1.3存储器 (8)3.1.4外部中断源 (9)3.1.5定时器/计数器 (11)3.2 单片机的扩展 (12)3.2.1程序存储器的扩展 (13)3.2.2数据存储器的扩展 (14)3.2.38279可编程键盘/显示器 (16)3.2.4模拟量与数字量的转换 (24)3.2.5采样和保持 (28)第四章PID的控制算法 (32)4.1PID控制规律及其基本作用 (32)4.2控制算法的实现 (33)第五章直流调速系统的主电路设计 (36)5.1直流电动机的调速方法 (36)5.2整流电路 (37)5.3触发电路 (38)第六章软件设计 (42)7.2 系统仿真结果的输出及结果分析 (49)第七章系统的抗干扰技术 (46)第八章直流调速系统的保护 (49)总结 (51)辞谢 (53)参考文献………………………………………………….第2章系统方案选择和总体结构设计2.1调速方案的选择2.1.1系统控制对象的确定本次设计选用的电动机型号Z2-32型,额定功率1.1KW,额定电压230V,额定电流6.58A,额定转速1000r/min, 励磁电压220V,运转方式连续。
交流电机变频调速系统毕业论文

摘要本文首先在对该系统的整体结构、控制方案和各部分功能实现的方法进行了详细分析,并设计出该系统的硬件电路。
其中硬件电路包括主电路和控制电路,在控制电路中以ARM(LPC2148)控制器为核心,通过键盘的给定频率并由LPC2148控制智能模块SA4828产生可调频率的SPWM方波,并通过SPWM控制技术对交流电机实现恒压频比控制,并用数码管对当前频率进行实时显示。
主电路包括整流、滤波和逆变电路。
为了三相交流异步电动机的可靠性,还设计了软启动电路、过欠压、过热、过流保护电路。
使设计的可靠性得到了提高。
在软件设计中,采用通用的模块化设计方式,编写了三相交流异步电动机调速程序,并且使用C语言进行程序,在 ADS(ARM Developer Suite)开发环境下编译、、运行通过。
论文的创新点在于将ARM嵌入式微处理器作为控制核心结构简单、可靠易行。
相对于传统交流调速,该系统采用全数字式控制方式,极提高了系统的实时性能。
关键词:ARM 变频调速智能功率模块恒压频比控制 SPWMAbstractIn this paper,first The whole structure and control scheme of the system, realization methods for all Parts have been analyzed in detail, then, the feasibility of design is demonstrated, and hardware circuit is designed. The system hardware circuit is composed of the power circuit and control circuit ,the control circuit uses LPC2148 as its core,the frequency is given with keyset , the LPC2148 control intelligent module SA4824 ,and can generate a variable SPWM wave, this system use SPWM Technology to realize constant U/f Control of AC motor, and displays frequency at present with LEDThe Power circuit includes rectification,filtering and inverter. In order to improve reliability of three Phase AC asynchronous motor, the paper also designed soft start circuit and other protect circuits such as the undervoltage and overvoltage, the too overheated and the output flow. So that the reliability of the design has been enhanced.Software is designed the process ,the speed-adjusted program of three Phase AC asynchronous motor control system has been Written with C language,compiled, linked and run in ADS(ARM Developer Suite) environment successfully .The innovation of this paper consists in its simplicity and reliability using ARM embedded microprocessor as the kernel .Relative to traditional Variable speed ,this system adopts digital control, and promotes the performance and anti-jammingKeywords ARM, variable frequency variable speed,U/f control method,SPWM目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1电机调速发展现况和趋势 (1)1.2电力电子技术的发展现况和趋势 (2)1.3国外交流调速现状 (3)1.3.1国外现状 (3)1.3.2国现状 (3)1.4本论文的研究容 (4)第2章主电路设计 (6)2.1 主电路原理图 (6)2.2 输入整流滤波电路的设计 (7)2.2.1 EMI滤波电路 (7)2.2.2 输入整流电路 (7)2.2.3 输入滤波电容容量的计算 (8)2.2.4电源指示灯 (10)2.3逆变电路的设计 (10)2.3.1 主功率管IGBT的容量计算 (10)2.3.2续流电路 (11)2.3.3吸收电路 (11)2.3.4制动电阻 (12)第3章控制电路设计 (14)3.1控制原理图 (14)3.2 ARM的最小系统设计 (15)3.2.1微控制器LPC2148 (15)3.2.2时钟和复位系统 (15)3.3显示电路 (18)3.3.1数码管控制芯片 MAX1279 (19)3.4三相SPWM控制器SA4828 (20)3.4.1 寄存器软件设计 (20)3.5按键、指示灯和报警 (23)3.5.1按键 (23)3.5.2指示灯 (23)第4章 IGBT驱动电路设计 (25)4.1驱动电路原理图 (25)4.1.1驱动电路M57962L (25)第5章保护电路设计 (27)5.1 保护电路概述 (27)5.2 输入过欠压保护电路的设计 (27)5.3限流启动电路 (29)5.3.1采样电路 (29)5.3.2限流电路中晶闸管的驱动电路 (30)5.4过电流保护电路 (30)5.5IGBT的过热保护设计 (31)第6章辅助电源设计 (33)第7章变频调速系统的软件设计 (34)结论 (37)致 (38)参考文献 (39)附录1 (41)附录2 (45)附录3 (51)第1章绪论1.1电机调速发展现况和趋势电机调速是电力电子技术应用的最大领域之一,具有极大的吸引力,同时也具有较强的挑战性。
直流电机调速毕业设计
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直流电机调速毕业设计直流电机调速毕业设计引言直流电机是一种常见的电动机,广泛应用于各个领域。
在实际应用中,直流电机的调速是一个重要的问题。
本文将探讨直流电机调速的相关内容,并介绍一种基于PID控制的调速方法。
一、直流电机调速的背景和意义直流电机调速是指通过改变电机的输入电压、电流或磁通等参数,来实现电机转速的控制。
直流电机调速的背景和意义在于提高电机的工作效率、降低能源消耗、满足不同工况下的需求等。
二、直流电机调速的方法1. 电阻调速法电阻调速法是最简单的一种调速方法,通过串联电阻来改变电机的输入电压,从而达到调速的目的。
但是该方法效率低下,能耗较高,适用范围有限。
2. 电压调制调速法电压调制调速法是通过改变直流电机的输入电压的脉宽和占空比来实现调速。
这种方法具有较高的效率和较好的调速性能,但需要采用复杂的电路和控制算法。
3. 磁场调速法磁场调速法是通过改变直流电机的磁场强度来实现调速。
这种方法可以实现较大范围的调速,但需要采用复杂的磁场调节装置。
三、基于PID控制的直流电机调速方法PID控制是一种常用的控制算法,可以通过调节比例、积分和微分三个参数来实现系统的稳定性和响应速度的平衡。
在直流电机调速中,可以利用PID控制算法来实现精确的调速效果。
具体步骤如下:1. 测量电机的转速和输出信号。
2. 根据测量值和设定值,计算出误差。
3. 根据PID控制算法,计算出控制量。
4. 将控制量作用于电机的输入端,实现调速效果。
5. 不断迭代以上步骤,直到达到所需的转速。
四、直流电机调速的实验设计为了验证基于PID控制的直流电机调速方法的有效性,可以进行以下实验设计:1. 搭建直流电机调速实验平台,包括电机、电源、测速装置等。
2. 设计合适的PID控制算法,根据实际需求调节比例、积分和微分参数。
3. 进行实验,记录电机的转速和控制量的变化情况。
4. 分析实验结果,评估PID控制算法的性能和调速效果。
5. 根据实验结果,优化PID控制算法的参数,进一步提高调速效果。
基于SG3525的电机调速系统毕业设计与实现
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目录摘要2绪论3第一章PWM调速控制概述41.1直流电机转速控制 (4)1.1.1直流电机转速控制类型 (4)1.1.2直流电动机转速的计算 (4)1.2PWM调速控制的原理 (4)1.3桥式电路的结构及原理 (5)第二章元器件选用与介绍72.1SG3525芯片的选用与介绍 (7)2.1.1 SG3525功能简介 (7)2.1.2 引脚功能及特点简介 (7)2.1.3 SG3525的工作原理 (9)2.1.4 KA3525 (10)2.2BTS7960/BTS7970芯片的选用与介绍 (10)2.2.1引脚分配 (11)2.2.2应用事例 (11)2.3LM2596 降压模块 (12)2.4LM2577升压模块 (14)2.5RS540直流电机的选择 (15)第三章电路设计163.1总体电路 (16)3.1.1电路特点 (16)3.1.2 控制电路结构原理图 (16)3.2电机驱动模块原理图 (17)3.3LM2596降压模块原理图 (18)3.4LM2577 升压模块原理图 (19)3.5整体实物图片 (20)第四章实验结果分析要求214.1一级速度时波形(PWM为100%时): (21)4.2二级速度时波形(PWM约为25%时): (22)第五章设计总结23参考文献24摘要近年来,随着科技的进步,电力电子技术得到了迅速的发展,直流电机得到了越来越广泛的应用。
直流它具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调速范围广;过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无极快速起动、制动和反转;需要能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求,从而对直流电机的调速提出了较高的要求,改变电枢回路电阻调速、改变电枢电压调速等技术已远远不能满足要求,这时通过PWM方式控制直流电机调速的方法应用而生。
本文主要研究PWM方式的直流调速系统,它主要由四部分组成,包括主电路部分(控制电路)、驱动电路部分、升压模块和降压模块。
无刷直流电机调速控制系统设计方案毕业论文
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无刷直流电机调速控制系统设计方案毕业论文目录摘要.................................. 错误!未定义书签。
Abstract .................................. 错误!未定义书签。
第1章绪论 .. (1)1.1 无刷直流电动机的发展概况 (1)1.2无刷直流永磁电动机与有刷直流永磁电动机的比较 (2)1.3 无刷直流电动机的结构及基本工作原理 (2)1.4 无刷直流电动机的运行特性 (6)1.4.1 机械特性 (6)1.4.2 调节特性 (7)1.5 无刷直流电动机的应用与研究动向 (8)第2章无刷直流电动机控制系统设计方案 (10)2.1系统设计要求 (10)2.2 无刷直流电动机系统的组成 (10)2.3系统设计方案论证 (12)2.3.1转速测量方案论证 (12)2.3.2电机驱动方案论证 (12)2.3.3键盘输入方案论证 (13)2.3.4显示方案论证 (13)2.3.5 PWM调速工作方式 (13)2.3.6 PWM软件实现方案论证 (14)2.3.7直流电动机转速检测方案论证 (14)2.4系统原理框图设计 (14)第3章系统硬件分析与设计 (16)3.1单片机的介绍 (16)3.2显示电路的设计 (20)3.2.1显示电路的分析 (20)3.2.2显示电路硬件原理 (21)3.3键盘电路的设计 (22)3.3.1键盘电路的分析 (22)3.3.2键盘电路硬件原理 (23)3.4逆变主电路设计 (24)3.4.1 功率开关主电路 (24)3.4.2逆变电路驱动设计 (25)3.5辨相电路模块 (26)3.6霍尔位置传感器模块 (27)第4章软件程序设计 (29)4.1系统初始化程序模块 (29)4.2键盘模块 (31)4.3 显示模块 (33)4.4 转速调节程序设计 (34)结束语 (36)参考文献 (37)致谢 (38)毕业设计(论文)知识产权声明 (39)毕业设计(论文)独创性声明 (39)附录A 无刷直流电机调速控制系统电路原理图 (41)附录B 程序清单 (41)附录C PCB电路版图 (55)附录D 外文翻译 (56)第1章绪论1.1无刷直流电动机的发展概况无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的,这一渊源关系从其名称中就可以看出来。
单片机实现直流电机PWM调速系统毕业设计
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毕业设计(论文)题目:利用单片机控制的直流电机转速系统的设计班级:XX姓名:XZ指导教师:XX说明:8051毕业设计任务书7 (3)一、设计题目 (3)第1章绪论 (5)1.1利用单片机控制的直流电机转速系统设计目的和意义 (5)1.1.1选题的目的和意义 (5)1.1.2国内外研究现状简述: (5)1.1.3毕业设计(论文)所采用的研究方法和手段: (5)1.2利用单片机控制的直流电机转速系统的设计设计项目发展 (6)1.3利用单片机控制的直流电机转速系统的设计原理 (6)第2章系统硬件电路的设计 (8)2.1 系统总体设计框图及单片机系统的设计 (9)2.1.1 系统总体设计框图 (9)2.1.2 8051单片机简介 (9)2.1.3 单片机系统中所用其它芯片简介 (11)2.1.4 8051单片机扩展电路及分析 (15)2.2 PWM信号发生电路设计 (17)2.2.1 PWM的基本原理 (17)2.2.2 PWM信号发生电路设计 (18)2.2.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理 (19)2.3 功率放大驱动电路设计 (22)2.3.1 芯片IR2110性能及特点 (22)2.3.2 IR2110的引脚图以及功能 (23)2.4 主电路设计 (25)2.4.1 延时保护电路 (25)2.4.2 主电路 (25)2.4.3 输出电压波形 (28)2.5 测速发电机 (28)2.6 滤波电路 (29)2.7 A/D转换 (29)1.7.1 芯片ADC0809介绍 (29)2.7.2 ADC0809的引脚及其功能 (29)第3章.直流调速系统 (30)3.1 直流调速系统概述 (31)3.2单闭环直流调速系统 (31)3.3开环系统机械特性和闭环系统静特性的比较 (33)第4章利用单片机控制的直流电机转速系统的设计 (35)4.1系统软件部分的设计 (35)4.1.1 PI 转速调节器原理图及参数计算 (35)4.2 控制电路设计 (36)4.2.1 单片机资源分配 (36)4.2.2 程序流程图 (40)第5章结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)毕业设计任务书7一、设计题目利用单片机控制的直流电机转速系统的设计二、设计要求设计一个用单片机实现对直流电机转速控制系统。
单片机控制直流调速系统设计任务书
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毕业设计(论文)任务书题目:单片机控制直流调速系统设计系别:机电工程系专业:电气自动化技术年级:姓名:指导教师:日期: 年 12 月 23 日毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)任务书5.本毕业设计(论文)课题工作进度计划:起止日期工作内容201 年12 月 14 日~ 12月17日12月23 日~ 12 月25 日201 年3月 28 日~ 4月29日5月 1 日~5 月 20日下发任务书查阅资料完成论文初稿与开题报告和中期检查完成论文定稿和评阅人评阅表,并验收毕业设计教研室审查意见:负责人:年月日系意见:系主任:年月日任务书填写要求1.毕业设计(论文)任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写,经教研室负责人审查、系部领导签字后生效。
此任务书应在毕业设计(论文)开始前一周内填好并发给学生;2.任务书内容按教务处统一设计的电子文档标准格式打印,不得随便涂改或潦草书写,禁止打印在其它纸上后剪贴;3.任务书内填写的内容,必须和学生毕业设计(论文)完成的情况相一致,若有变更,应经过系主任签字同意方可重新填写;4.任务书内有关“系别”、“专业”等名称的填写,应写中文全称,不能写数字代码。
学生的“学号”要写全号,不能只写最后2位或1位数字;5.任务书内“主要参考文献”的填写,应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写,不能有随意性;6.有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。
如“2013年4月2日”或“2013-04-02”。
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2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文(设计说明书)所成绩:□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:(签名)单位:(盖章)
年 月 日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩:□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:(签名)单位:(盖章)
年 月 日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
作者签名:日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画
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5.装订顺序
1)设计(论文)
2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
评定成绩:□优□良□中□及格□不及格
教研室主任(或答辩小组组长):(签名)
作者签名:日期: 年 月 日
学位论文版权使用授权书
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8)致谢
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2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
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二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
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2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?
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论文题目:
电机调速控制系统设计
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