第1章 引 言
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，在轧钢机、矿井卷扬机、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中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用。
直流调速系统，特别是双闭环直流调速系统是工业生产过程中应用最广的电气传动装置之一。广泛地应用于轧钢机、冶金、印刷、金属切削机床等许多领域的自动控制系统中。它通常采用三相全控桥式整流电路对电动机进行供电，从而控制电动机的转速，传统的控制系统采用模拟元件，如晶体管、各种线性运算电路等，虽在一定程度上满足了生产要求，但是因为元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，并且线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，从而致使系统的运行特性也随之变化，故系统的运行可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故。
直流电动机可逆调速系统数字化已经走向实用化，其主要特点是：
1：常规的晶闸管直流调速系统中大量硬件可用软件代替，从而简化系统结构，减少了电子元件虚焊、接触不良和漂移等引起的一些故障，而且维修方便。
2：动态参数调整方便。
3：系统可以方便的设计监控、故障自诊断、故障自动复原程序，以提高系统的可靠性。
4：可采用数字滤波来提高系统的抗干扰性能。
5：可采用数字反馈来提高系统的精度。
6：容易与上一级计算机交换信息。
7：具有信息存储、数据通信的功能。
8：降低成本。

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目录
第1章 引 言 5
第2章 系统方案选择和总体结构设计 6
2.1调速方案的选择 6
2.1.1系统控制对象的确定 6
2.1.2电动机供电方案的选择 6
2.2总体结构设计 7
2.2.1系统结构选择 7
2.2.2系统的工作原理 8
第3章 主电路设计与参数计算 9
3.1整流变压器的设计 9
3.1.1变压器二次侧电压U2的计算 9
3.1.2 一次、二次相电流I1、I2的计算 10
3.1.3变压器容量的计算 10
3.2晶闸管元件的选择 10
3.2.1晶闸管的额定电压 10
3.2.2晶闸管的额定电流 11
3.3直流调速系统的保护 11
3.3.1过电压保护 11
3.3.2 电流保护 13
3.3.3平波电抗器的计算 14
3.4励磁电路元件的选择 15
3.5主电路及保护电路原理图 16
第4章 控制电路与单片机系统设计 17
4.1 晶闸管触发控制电路设计 17
4.1.1 晶闸管触发方法 17
4.1.2 控制算法 18
4.1.3 控制角的计算 18
4.1.4 脉冲分配表 19
4.2 单片机系统设计 19
4.2.1 80C31单片机简介 20
4.2.2 单片机系统基本结构 20
4.2.3 电流测量和速度给定值输入 20
4.2.4 速度测量 21
4.2.5 晶闸管控制 23
第5章 调节器的设计 25
5.1 对象的数学模型 25
5.2 电流调节器的设计及采样周期的选择 27
5.2.1电流调节器的设计 27
5.2.2电流环的稳定性分析 29
5.2.3电流环在阶跃下的稳态误差 30
5.2.4电流环采样周期选择 30
5.3 转速调节器的设计及采样周期的选择 31
5.3.1一般设计方法 31
5.3.2 速度调节器的设计 32
第6章 控制系统软件设计 39
6.1 系统主程序设计流程图 39
6.2 数字PI调节器程序设计 40
6.3 数字滤波器程序设计 40
6.4 中断处理程序设计 42
6.4.1 电流环中断服务程序的设计 42
6.4.2 速度环中断服务程序的设计 46
6.4.3 其它中断处理程序设计 47
第7章 系统MATLAB仿真 48
7.1 系统的建模与参数设置 48
7.2 系统仿真结果的输出及结果分析 49
结束语 50
谢辞 51
参考文献 52
附录 53

 

[1]陈伯石。电力拖动自动控制系统[M]。北京：机械工业出版社，2003。
[2]徐维祥。单片机原理及应用[M]。大连：大连理工大学出版社，1996。
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[5]周渊深。交直流调速系统与MATLAB仿真[M]。北京：中国电力出版社，2004。
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[9]教育部高等教育司，北京市教育委员会。高等学校毕业设计（论文）指导手册[M]。北京:高等教育出版社，经济日报出版社，1998。
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[11]孙虎章。自动控制系统[M]。北京：中央广播电视大学出版社，1984
[12]杨兴姚。电动机调速的原理及系统[M]。北京：水利电力出版社，1979
[13]熊光楞。控制系统数字仿真[M]。北京：清华大学出版社，1982
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[17]张明勋。电力电子设备和应用手册[M]。北京：机械工业出版社，1992
[18]Leonard Bobrow。Elementary Linear Circuit Analysis Second Edition[M]。北京：电子工业大学出版社，2000