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毕业设计 双环PWM直流调速系统设计(全数字型) 共49页，21345字
1 绪 论
直流电动机具有良好的起、制动性能和良好的线性、优异的控制性能、较高的效率等优点，宜于在广泛范围内平滑调速。在轧钢机、矿卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域得到了广泛的应用。
随着计算机的产生和发展以及新型电力电子功率器件的不断涌现，直流调速控制也发生了深刻的变化。模拟控制已渐渐被使用以单片机为主的混合控制和全数字控制取代；晶闸管控制也已经被新型的自关断控制开关器件取代。由于直流调速系统在自动控制理论领域具有一定的代表性，在一些静态、动态要求较高的中小功率控制场合具有交流控制系统所不及的优势。
本次设计从模拟系统入手，实现双闭环调速系统的数字化改进，设计者在对此系统的改进中采用了Intel公司的标准8051单片机，以及由IGBT构成脉宽调制为控制的当今主流技术。对该系统的电流、速度环调节器采用数字PI方法实现，为了使该系统具有良好的静态特性和动态特性，对于该系统的参数采用工程整定方法。通过实验和单片机系统的模拟仿真，论证了该系统基本符合设计要求。
2 双闭环直流调速系统的工作原理
直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，所以由晶闸管－直流电动机组成的直流调速系统是目前应用较普遍的一种电力传动自动控制系统。但随着全控式电力电子器件问世发展，将PWM脉宽调速推广到一般工业中，并取代晶闸管控制方式，在实际应用中有着广阔的前景。
2.1 直流调速方案的选择
2.1.1 直流调速方案的确定
直流电动机的转速和其它参量的关系用（2－1）表达：
式中： ――转速，单位为 ；
U――电枢电压，单位为V；
I――电枢电流，单位主为A；
R――电枢回路总电阻，单位为 ；
――励磁磁通，单位为Wb；
――由电机结构决定的电动势常数。
由式（1－1）可以看出，有三种方法调节电动机的转速：
（1） 调节电枢供电电压U。
（2） 减弱励磁磁通 。
......
3 双闭环直流调速系统的主电路设计
4 单片机控制系统的设计