PID控制电机实验报告程设计

PID控制电机实验报告

院系：电气工程与自动化学院

年级专业：自动化1班

姓名：

学号：

指导教师：

2015年1月10日

摘要

以电机控制平台为对象，利用51单片机和变频器，控制电机精确的定位和正反转运动，克服了常见的因高速而丢步和堵转的现象。电机实现闭环控制的基本方法是将电机工作于启动停止区，通过改变参考脉冲的频率来调节电机的运行速度和电机的闭环控制系统由速度环和位置环构成。通过PID调节实现稳态精度和动态性能较好的闭环系统。

关键词：变频器 PID调节闭环控制

目录

一、实验目的和任务............................................................................................... - 3 -

二、实验设备介绍................................................................................................... - 3 -

三、硬件电路........................................................................................................... - 3 -

1.变频器的简介................................................................................................. - 3 -

2.变频器的使用................................................................................................. - 4 -

3.变频器的端子说明......................................................................................... - 5 -

4．变频器辅助功能.......................................................................................... - 6 -

四、控制电路........................................................................................................... - 6 -

五、PID控制 ........................................................................................................... - 7 -

六、心得体会........................................................................................................... - 8 -

七、附录................................................................................................................... - 9 -

一、实验目的和任务

通过这次课程设计，目的在于掌握如何用DSP控制变频器，再通过变频器控制异步电动机实现速度的闭环控制。为实现闭环控制，我们需完成相应的任务：

1、通过变频器控制电机的五段调速。

2、通过示波器输出电机速度变化的梯形运行图与s形运行图。

3、通过单片机实现电机转速的开环控制。

4、通过单片机实现电机的闭环控制。

二、实验设备介绍

装有ccs4.2软件的个人计算机，含有ADC模块的51单片机开发板一套，变频器一个，导线若干条。

三、硬件电路

1.变频器的简介

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，变频器还有很多的保护功能。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

2.变频器的使用

变频器事物图变频器原理图

3.变频器的端子说明

变频器的实物端子分布如下：

端子功能表格对应如下： 端子 功能说明 出厂设定(NPN 模式)

MI1 正转运转-停止指令 MI1-DCM 导通时(ON)表示正转运转；断路时(OFF)表示减速停止 MI2 反转运转-停止指令 MI2-DCM 导通时(ON)表示反转转运转；断路时(OFF)表示减速停止 MI3 多功能输入选择三 MI3-MI6

功能选择可参考参数04.05-04.08多功能输入选择

导通时(ON)动作电流为 5.5Ma;断路时(OFF),容许漏电流为10uA

MI4 多功能输入选择四 MI5 多功能输入选择五 MI6 多功能输入选择六 RA 多功能Relay 输出接点(常开a) 电阻式负载：

5A(N.O.)/3A(N.C.) 240Vac ；5A(N.O.)/3A(N.C.) 24Vdc 电感性负载：

1.5A(N.O.)/0.5A(N.C.) 240Vac ； 1.5A(N.O.)/0.5A(N.C.) 24Vdc 输出各种监视讯率等信号。 RB 多功能Relay 输出接点(常闭b) RC 多功能Relay 输出接点共同端

+10V 速度设定电源 模拟频率设定用电源+10V dc ACM 模拟控制信号共同端

模拟信号共同端子