中频发电机试验站机组调速系统设计 二

中频发电机试验站机组调速系统设计

摘要：本文介绍的是国内某企业的中频发电机试验站的调速系统，此调速系统为直流调速系统。课题要求有良好的静态、动态性能，使得系统在负载突变的情况下能快速的恢复稳定，此外，设计中将原有的人工手动控制改造为转速、电流双闲环自动控制系统，改造后的调速控制中把采样进来的数据通过预先规定的控制规律进行计算，得到最佳的控制量输出来经过单片机控制发电机的励磁电流，也就改变了发电机的输出端的电压，进而达到改变拖动机的电枢电压，实现拖动机的调压调速。

传统的PID控制算法，往往不能满足控制要求，本文讨论了模糊PID控制算法，此方法可以实现参数的自整定，使得改造后的直流调速系统不仅具有令人满意的静动态性能，而且控制器对被控制对象的参数变化就有更强的鲁棒性。 

关键词：中频发电机；调速系统；单片机；模糊PID控制器；

目   录

摘  要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第1章 绪 论 1

1.1 课题名称及来源 2

1.2 研究的意义及目的 2

1.3 设计任务及要求 2

1.4 课题发展现状及前景展望 2

第2章 总体方案确定 4

2.1 原系统分析 4

2.2 技术要求 4

2.2.1性能指标 4

2.2.2控制要求 5

2.3 提出系统改造方案 5

2.4 方案的比较论证 5

2.4.1电机调速原理 5

2.4.2系统改造方案的比较 8

2.5 确定最终改造方案 9

第3章 硬件设计 11

3.1 系统总体框图 11

3.2 主电路设计 12

3.3 控制器的选择 13

3.4 传感器的选择 13

3.4.1电流传感器的选择 13

3.4.2转速传感器的选择 14

3.5 接口电路设计 14

3.5.1串行通信接口 14

3.5.2 D/A接口电路 15

3.5.3 A/D接口电路 15

3.5.4辅助电路设计 16

3.5.5硬件电路端口分布 18

第4章 软件设计 19

4.1 控制算法研究 19

4.1.1普通PID控制算法 19

4.1.2模糊PID控制算法 21

4.1.3神经网络控制 23

4.2 系统整体功能确定 28

4.3 资源分配 29

4.3.1 RAM资源分配 29

4.3.2 ROM资源分配 32

4.4 程序流程图设计 32

4.4.1主程序设计 32

4.4.2子程序设计 35

结束语 41

致谢 42

参考文献 43

附录A：源程序清单 44

附录B：电气原理图 64