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《电力拖动自动控制系统》课程设计
——数字式直流双闭环PWM调速系统设计一、设计目的及要求

1.1课程设计的目的
计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它不仅需要微型机控制理论、程序设计方面的基础知识，而且还需要具备一定的生产工艺知识。设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制软件的设计等，以便使学生掌握微型计算机控制系统设计的总体思路和方法。
1.2课程设计的预备知识
熟悉计算机控制技术基本知识及直流控制系统的有关知识。
1.3课程设计要求
完成直流电机转速、电流控制系统设计。
1.设计控制系统主机、过程通道模板电路，包括元器件选择。2.画出系统控制图。
3.控制系统软件设计。转速、电流控制采用PI控制算法，设计增量式PI控制算法。绘出程序流程图，设计算法程序。

1.4设计内容及要求
为某生产机械设计一个调速范围宽、起制动性能好的直流双闭环系统，且拟定该系统由大功率晶体管调制放大器给电动机供电。已知系统中直流电动机主要数据如下：1）直流电机型号：Z2-41型
额定功率Pe=18kW；额定电压Ue=220V额定电流Ie=94A；额定转速ne=1000r/min电枢回路总电阻R=0.45Ω;电磁时间常数Tl=0.0297s;机电时间常数Tm=0.427s；电动势系数C=0.2059/（r.min-1晶体管PWM功率放大器：
工作频率：2kHz；工作方式：H型双极性；直流电源电压：264V2）主要技术指标：

调速范围0-1000r/min电流过载倍数：1.5倍速度控制精度0.1%（额定转速时）3）主要要求：
电动机控制电源采用晶体管PWM功率放大器，其占空比变化为0～0.5～1时，对应输出电压为-264V～0～264V，为电机最大提供25A电流。速度检测采用光电编码器（光电脉冲信号发生器），且其输出的A、B两相脉冲经光电隔离辩相后获得每转1024个脉冲角度分辨力和方向信号。电流传感器采用霍尔电流传感器，其原副边电流比为1000：1，额定电流50A。采用双闭环（电流环和速度环）控制方式。

二、系统总体方案设计

2.1数字控制双闭环直流调速系统原理

图1数字式直流双闭环PWM调速系统原理图
根据设计任务要求整个系统原理如图1所示。采用了转速、电流双闭环控制结构，在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级连接，即以转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出作为PWM的控制电压。从闭环反馈结构上看，电流调节环在里面，是内环，按典型Ⅰ型系统设计；转速调节环在外面，成为外环，按典型Ⅱ型系统设计。为了获得良好的动、静态品质，调节器均采用PI调节器并对系统进行了校正。检测部分中，采用了霍尔片式电流检测装置（TA）对电流环进行检测，转速环则是采用了光电码

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