双环可逆直流调速系统的设计

论文摘要

本文介绍的是一种单片机控制的双环可逆直流调速系统，它采用电子晶体管（GTR）脉宽调制（PWM），这是一种新型的控制系统。由于GTR是一种高频全控型器件，可方便的控制其通断。因此它组成的调速系统除结构简单外，更具有开关频率高、主电路脉动成分小、低速运行性能好。

整个系统的控制全部由单片机实现。系统有两种功能，即反电势跟踪控制和PI调节控制。这两种控制方式在运行过程中自动切换。该系统还具有多种故障的自诊断功能。

为了达到系统高性能的技术指标和多功能的自诊断目的，在控制系统中采用了双CPU，主电路采用了双极式可逆PWM变换器。系统中采用了霍尔传感器和光电编码器，A/D转换器是逐次逼近式。

本文就直流调速系统控制微机化及故障自诊断等方面进行了一些工作.希望能为别人的工作和研究提供一些帮助。

关键词：单片机，GTR—PWM直流调速系统,PI调节,反电动势跟踪控制。

目      录

1     课题背景 2

2     脉宽调制(PWM)直流调速系统概述 3

2.1   PWM控制技术的应用 3

2.2   PWM在直流调速中的应用 3

2.3   直流脉宽调速系统的优缺点 4

3     双环可逆直流调速系统概述 5

3.1   系统构成 5

3.2   CPU硬件结构 8

4     方案选择 12

4.1   电机型号选择 12

4.2   主电路的选择 13

4.3   控制电路的选择 14

4.4   驱动电路的选择 14

4.5 A/D转换器的选择 19

4.6   键盘及显示电路的选择 20

5     硬件设计 21

5.1   8031芯片介绍 21

5.2   程序存储器扩展 25

5.3   数据存储器扩展 26

5.4   主电路的设计与完善 28

5.5   前向通道的设计 29

5.5.1 前向通道的内容与特点 29

5.5.2 电流传感器的确定 29

5.5.3 转速调节器的确定 30

5.5.4 A/D转换接口芯片 30

5.6   人机通道的设计 31

5.6.1 单片机系统中的人机通道 31

5.6.2 键盘、显示接口电路的设计 32

6     软件设计 35

7     结束语 36

参考文献 37

附录A  程序清单 38

附录B  流程图

附录C  硬件图