特種電機試驗機組調速自動控制系統設計

電氣自動化論文編號:ZD537 論文字數:31203,頁數:73，有開題報告，任務書，文獻綜述

目  錄
摘要………………………………………………………………………1
Abstract……………………………………………………………………2
第1章 緒論
 1.1課題名稱及來源………………………………………………3
 1.2課題的意義及目的……………………………………………3
 1.3設計任務和要求………………………………………………5
 1.4課題發展現狀及前景展望……………………………………5
第2章 總體方案確定
 2.1系統總體介紹………………………………………………… 8
 2.2變頻調速回路方案設計……………………………………… 9
 2.2.1調速的相關技術和優缺點………………………………9
 2.2.2主要設計任務……………………………………………11
 2.3勵磁調壓回路方案設計……………………………………… 11
 2.3.1控制電路原理和要求……………………………………11
 2.3.2控制方案選擇……………………………………………12
第3章 異步電動機變頻調速回路設計
 3.1異步電動機的變頻調速原理………………………………… 13
   3.1.1恒轉矩變頻調速………………………………………… 14
   3.1.2恒最大轉矩變頻調速……………………………………  14
   3.1.3恒功率變頻調速…………………………………………  15
 3.2調速電機的選擇……………………………………………… 16
 3.3變頻器的選擇………………………………………………… 16
 3.4變頻器的性能和設計應用…………………………………… 17
 3.5變頻編碼器應用……………………………………………… 20
第4章 勵磁調壓回路硬件設計
 4.1調壓控制系統的總體結構介紹……………………………… 23
 4.2整流模塊選擇………………………………………………… 24
   4.2.1工作原理………………………………………………… 24
    4.2.2輸出特性曲線…………………………………………… 24
    4.2.3產品特點………………………………………………… 25
 4.3控制器的設計………………………………………………… 27
 4.3.1主控制芯片的選型及應用……………………………… 27
 4.3.2 A/D、D/A芯片的選型及應用……………………………30
 4.3.3輔助電源的選擇………………………………………… 34
 4.4調壓控制系統各輔助模塊電路設計………………………… 35
 4.4.1電流檢測電路的設計…………………………………… 35
 4.4.2過流保護電路的設計…………………………………… 36
 4.4.3復位電路設計…………………………………………… 37
 4.4.4時鐘電路設計…………………………………………… 38
 4.4.5工作顯示和報警電路…………………………………… 39
 4.5變送器的選擇應用…………………………………………… 39
第5章  系統軟件設計和實現
 5.1 控制軟件設計方略……………………………………………41
 5.2 軟件的模塊劃分………………………………………………42
 5.3 主程序的設計…………………………………………………42
 5.4 中斷服務程序設計……………………………………………43
 5.4.1定時器服務程序………………………………………… 43
 5.4.2 A/D、D/A轉換程序………………………………………44
 5.4.3外部中斷0服務程序設計……………………………… 45
 5.5控制算法的分析選擇………………………………………… 45
全文總結與展望
參考文獻
致謝
附錄

摘要：電機試驗是電機批量生產、修理和新產品研制過程中的一個重要環節。
 變頻器與異步電動機相配合, 使交流傳動系統具備了調速范圍寬、穩速精度高、動態響應快以及運行可靠性高的特點及良好的技術性能, 因此, 變頻調速是異步電動機理想的調速方法。變頻調速根據其不同的負載性質, 采用的控制方法也不同, 通常分為恒磁通調速和恒功率調速。文章針對異步電動機變頻調速的方法及對應機械特性進行理論分析。
 然后介紹由單片機構成的自動控制系統，利用單片機將機組子系統集中管理，可方便實現單機閉環拉制。該系統具有良好的人機界面，操作方便、結構簡單，在單片機為核心的硬件基礎上，采用匯編語言編制了系統控制軟件，應用于某中型電機試驗站計算機自動測試系統中。實際應用表明提高了電機試驗的自動化程度，使測試數據更加客觀準確。
 最后在軟件中用到PID控制算法，PID控制是工程應用中最普遍的控制方法，但它依賴于對象的數學模型，在一些時變、非線性的系統中控制效果并不理想。本文針對機組控制系統動態范圍寬，要求響應速度快，超調量小，參數時變的特性，研究了一種常規PID控制器，仿真結果和實驗表明該算法簡潔實用。

關鍵詞：變頻調速、特種電機、單片機、PID控制