本文關(guān)鍵詞：基于ARM的直流電機(jī)可逆調(diào)速控制器的研制

  更多相關(guān)文章： 可逆調(diào)速 直流電機(jī) ARM CPLD μC/OS-Ⅱ

【摘要】：直流電機(jī)具有優(yōu)越的起動(dòng)和制動(dòng)性能,且控制簡單、技術(shù)發(fā)展成熟,適用于需要在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速的場合。近年來,雖然交流電機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛,但是在高性能可控電力拖動(dòng)的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中,直流電機(jī)仍然具有舉足輕重的地位。本文以冷軋管機(jī)應(yīng)用為背景,結(jié)合國產(chǎn)調(diào)速器技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)了一款基于ARM的直流電機(jī)可逆調(diào)速控制器。該控制器具有高性能和較低的成本的特點(diǎn),旨在替代國外的同類產(chǎn)品,有助于提高國產(chǎn)直流調(diào)速控制器的技術(shù)水平,更好地滿足應(yīng)用需求。本文首先簡要論述了直流電機(jī)的控制原理,對(duì)可逆調(diào)速的控制方法進(jìn)行了討論,并采用MATLAB/Simulink工具對(duì)可逆調(diào)速運(yùn)行過程進(jìn)行了仿真分析。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)際需求提出了基于ARM的直流電機(jī)可逆調(diào)速控制器的設(shè)計(jì)方案。以STM32F103RBT6和EPM1270為核心架構(gòu),設(shè)計(jì)了包括轉(zhuǎn)速和電流信號(hào)檢測電路、開關(guān)和過零信號(hào)檢測電路、觸發(fā)脈沖輸出電路、人機(jī)交互電路等部分的控制器硬件電路,并根據(jù)抗干擾的原則完成了PCB布線。在硬件裝配和調(diào)試的基礎(chǔ)上,完成控制器的軟件設(shè)計(jì)。移植了μC/OS-Ⅱ嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),采用分層設(shè)計(jì)的方法,首先完成各個(gè)硬件模塊的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試,并根據(jù)調(diào)速控制器所要實(shí)現(xiàn)的功能,把應(yīng)用程序分成多個(gè)任務(wù)并合理調(diào)度,有效利用了微控制器的資源和運(yùn)行能力,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。在完成控制算法編程和應(yīng)用功能開發(fā)后,在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)裝置,完成了直流電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明該調(diào)速控制器設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的性能指標(biāo)。最后對(duì)論文的研究工作進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)今后的工作提出了建議。
【關(guān)鍵詞】：可逆調(diào)速 直流電機(jī) ARM CPLD μC/OS-Ⅱ
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 引言8-9
• 1.2 文章研究背景及意義9-11
• 1.2.1 國內(nèi)外可逆直流調(diào)速控制器研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 課題的研究內(nèi)容11
• 1.3 課題章節(jié)安排11-13
• 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)13-26
• 2.1 直流電機(jī)的調(diào)速控制13-15
• 2.1.1 三相全控整流電路13-14
• 2.1.2 電機(jī)的雙閉環(huán)控制14-15
• 2.2 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)15-21
• 2.2.1 可逆運(yùn)行15
• 2.2.2 可逆調(diào)速系統(tǒng)的四象限運(yùn)行分析15-16
• 2.2.3 環(huán)流分析16-21
• 2.3 可逆直流調(diào)速器方案設(shè)計(jì)21-26
• 2.3.1 可逆直流調(diào)速器的數(shù)字化21-22
• 2.3.2 功能與性能指標(biāo)22-23
• 2.3.3 控制平臺(tái)的選擇23-24
• 2.3.4 操作系統(tǒng)的選擇24-26
• 第三章 硬件設(shè)計(jì)26-43
• 3.1 系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)26-27
• 3.2 控制平臺(tái)核心電路27-30
• 3.2.1 STM32核心電路27-28
• 3.2.2 EPM1270核心電路28-30
• 3.3 模擬信號(hào)測量電路30-32
• 3.3.1 信號(hào)的變換30-31
• 3.3.2 CD4051開關(guān)電路31-32
• 3.3.3 AD轉(zhuǎn)換電路32
• 3.4 開關(guān)信號(hào)輸入電路32-33
• 3.5 過零轉(zhuǎn)換電路33
• 3.6 晶閘管脈沖觸發(fā)電路33-34
• 3.7 人機(jī)交互電路34-35
• 3.7.1 按鍵與LED34
• 3.7.2 液晶顯示34-35
• 3.8 電源35-36
• 3.9 電路板設(shè)計(jì)36-37
• 3.10 邏輯電路37-43
• 3.10.1 VerilogHDL語言37
• 3.10.2 邏輯電路設(shè)計(jì)37-43
• 第四章 軟件設(shè)計(jì)43-62
• 4.1 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)43-47
• 4.1.1 按鍵驅(qū)動(dòng)程序44
• 4.1.2 LCD驅(qū)動(dòng)程序44-45
• 4.1.3 多路開關(guān)驅(qū)動(dòng)程序45-46
• 4.1.4 LED驅(qū)動(dòng)程序46
• 4.1.5 CPLD寄存器訪問驅(qū)動(dòng)程序46-47
• 4.2 μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植47-49
• 4.2.1 μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的介紹47-48
• 4.2.2 移植μC/OS-Ⅱ48-49
• 4.3 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)49-58
• 4.3.1 應(yīng)用程序的初始化50-51
• 4.3.2 雙閉環(huán)計(jì)算任務(wù)51-52
• 4.3.3 參數(shù)測量任務(wù)52-53
• 4.3.4 按鍵任務(wù)53-55
• 4.3.5 流程控制任務(wù)55-56
• 4.3.6 LCD顯示任務(wù)56
• 4.3.7 中斷服務(wù)程序56-58
• 4.4 雙閉環(huán)PI控制算法的實(shí)現(xiàn)58-62
• 4.4.1 PI控制器流程59-60
• 4.4.2 PI控制算法的改進(jìn)60-62
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試62-70
• 5.1 系統(tǒng)調(diào)試62-64
• 5.1.1 硬件調(diào)試62-63
• 5.1.2 軟件調(diào)試63-64
• 5.2 功能實(shí)驗(yàn)64-66
• 5.2.1 人機(jī)界面64-65
• 5.2.2 按鍵操作流程65-66
• 5.3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)66-70
• 5.3.1 模擬實(shí)驗(yàn)66-67
• 5.3.2 邏輯控制器DLC的驗(yàn)證67-68
• 5.3.3 電機(jī)實(shí)驗(yàn)68-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 總結(jié)70-71
• 6.2 展望71-72
• 致謝72-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 附錄1 可逆調(diào)速系統(tǒng)仿真電路76-78
• 附錄2 部分電路的元器件清單78-79

【相似文獻(xiàn)】

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