双闭环不可逆PWM直流调速系统

运动控制系统课程设计题目：双闭环不可逆PWM直流调速系统院系：工学院电气与电子工程系专业：自动化班级：自动化1202姓名：王学松学号：201202022007指导教师：王选诚二〇一五年七月运动控制系统课程设计任务书一、基本情况学时：1周学分：1学分适应班级：自动化1201-1202二、进度安排本设计共安排1周，合计30学时，具体分配如下：实习动员及准备工作：2学时总体方案设计：4学时硬件设计：12学时撰写设计报告：8学时答辩：4学时教师辅导：随时三、基本要求1、课程设计的基本要求运动控制系统课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括总体方案选择，硬件系统设计、硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。2、课程设计的教学要求运动控制系统课程设计课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到2节以上，或者迟到、早退累计达到4次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。课程设计的任务相对分散，每5-6名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过60%的课程设计考核按不及格处理。四、设计题目及控制要求题目：双闭环不可逆PWM直流调速系统要求：1．稳态无静差σi≤5%，转速超调量σn≤20%；2．完成系统个环节的原理图设计和参数计算；3．根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求；4．调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施；设计不可逆转速、电流双闭环直流调速系统，基本技术数据参数如下：直流电动机：Pn=10kw，Un=220V，In=53.5A，nN=1500r/min，λ=1.5，Ra=0.37Ω，I∑=2mH，Tm=0.063s，GD2=125Nm2，电枢回路总电阻R∑=0.58Ω。五、设计报设计完成后，必须撰写课程设计报告。设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于3000字，图形绘制规范。设计报告的格式如下：1、封面2、摘要3、目录4、正文(1)所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；(2)方案选择及论证；(3)硬件电路设计及描述（包括硬件的选型及电路图、输入输出接线图等的设计）；5、心得体会6、参考文献不少于5篇。六、考核方法运动控制系统课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。考核分三个方面进行：平时表现20%；设计过程25%；设计报告40%；设计答辩15%。有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理：1、设计期间累计迟到、早退达4次；2、设计期间累计旷课达2节；3、设计报告雷同率超过60%或无设计报告；4、不能完成设计任务，达不到设计要求。烟台南山学院课程设计第I页摘要在电气时代的今天，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分分重要的作用。直流电机是最常见的一种电机，在各领域中得到广泛的应用。研究直流电机的控制和测量方法，对提高控制精度和响应速度、节约能源都具有重要的意义。电机调速问题一直是自动化领域比较重要的问题之一。不同领域对于电机的调速性能有着不同的要求，因此，不同的调速方法有着不同的应用场合。本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究，并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。首先描述了变频器的发展历程，提出了PWM调速方法的优势，指出了PWM调速方法的发展前景，点出以PWM变频调速方式应用最为广泛，本文将对PWM的理论进行详细论述。在此基础上，做出SG3525单片机控制的PWM变频调速系统的整体设计，然后对各个部分分别进行论证，力图在每个组成单元上都达到最好的系统性能。关键词：直流调速双闭环PWMSG3525直流电机烟台南山学院课程设计目录第1章绪论...............................................................................................................................11．1直流调速系统的概述................................................................................................11．2研究课题的目的和意义............................................................................................11．3设计内容和要求........................................................................................................21.3.1设计要求............................................................................................................21.3.2设计内容............................................................................................................21.3.3技术参数............................................................................................................3第2章系统总体方案设计.......................................................................................................42.1设计分析....................................................................................................................42.1.1双闭环调速系统的结构图...............................................................................42.1.2直流双闭环系统的原理...................................................................................42.1.3双闭环调速系统优点.......................................................................................52.1.4转速、电流双闭环控制系统...........................................................................72.1.5PWM变换器介绍.............................................................................................9第3章电路设计.......................................................................................................................143.1PWM（双极式）主电路设计......................................................................................143.2双闭环调节器电路设计...........................................................................................143.2.1电流调节器.....................................................................................................143.2.2转速调节器.....................................................................................................153.3信号产生电路...........................................................................................................153.4IGBT基极驱动电路原理..........................................................................................173.5基于EXB841驱动电路设计....................................................................................183.6锯齿波信号发生电路................................................................................................19第4章系统参数计算.............................................................................................................204.1电流调节器的设计....................................................................................................204.2转速调节器的设计....................................................................................................21总结.............................................................................................................................................23参考文献........................................................................................................................