基于单片机的直流调速系统设计

文章摘要：1. 引言在DKSZ-1电机控制实验装置基础上增加以单片机为控制核心的数字控制器，实现了直流数字双闭环调速系统控制。2. 系统的组成调速系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流。结构原理图如图1所示，图中符号的意义分别为：ASR-转速调节器；ACR-电流调节器；TG-测速发电机；TA-电流互感器；UPE-电力电子变换器U*n；-转速给定电压；Un-转速反馈电压；U*i-电流给定电压；Ui-电流反馈电压。 3. 电流环与转速环的设计经过测量计算，确定系统的基本参数如下：直流电动机：Un=220V，1.16A，1500r／min，Ce=0.15，λ=1.3晶闸管装置放大倍数：Ks=63.3电枢回

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1. 引言

　　在DKSZ-1电机控制实验装置基础上增加以单片机为控制核心的数字控制器，实现了直流数字双闭环调速系统控制。

2. 系统的组成

　　调速系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流。结构原理图如图1所示，图中符号的意义分别为：ASR-转速调节器；ACR-电流调节器；TG-测速发电机；TA-电流互感器；UPE-电力电子变换器U*n；-转速给定电压；Un-转速反馈电压；U*i-电流给定电压；Ui-电流反馈电压。

3. 电流环与转速环的设计

　　经过测量计算，确定系统的基本参数如下：直流电动机：Un=220V，1.16A，1500r／min，Ce=0.15，λ=1.3

晶闸管装置放大倍数：Ks=63.3

电枢回路总电阻：R=41.14Ω

时间常数：Tm=0.04s．TL=0.028s

电流反馈系数：β=3.3／λInom=3.3／1.5=2.188

转速反馈系数：α=2.5／1500=0.0017

稳态指标：静差率小于5％，D>10

3.1 电流环的设计

3.1.1 确定时间常数

　　①整流装置滞后时间常数：三相桥式电路的平均失控时间Ts=0.0017s。

　　②电流滤波时间常数：

　　由于主回路的电流是脉动直流，为了能取得电流的平均值，可采用多次采样取平均值等数字滤波方法，但考虑到系统的CPU时序安排紧张，决定采用加硬件滤波环节的办法，但其时间常数应该取得小一些，取

③电流环小时间常数

按小时间常数近似处理，取

3.1.2 选择调节器结构

　　电流环按I型系统设计，电流调节器选用PI调节器，其传递函数为：

3.1.3 计算各调节器参数：

ACR超前时间常数： 。电流开环增益：按δI％≤5％，应取　　，因此：

则ACR的比例系数为：

3.1.4 校验近似条件

电流环截止频率Wci=KI=178.57／S

晶闸管整流装置传递函数近似条件Wci≤1／3Ts

现在，

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