直流运动控制系统实验平台的研究

直流运动控制系统实验平台的研究

论文摘要

近年来从事运动控制系统开发研究的科技人员越来越多,为了验证某个新的控制方案或者算法的有效性,往往需要花费大量的时间和精力来搭建一个实际的系统,不利于开发效率的提高。研究服务于教学内容,适合科研工作,开放程度高的教学实验平台十分有必要。根据直流运动控制系统的发展趋势,结合高等院校的教学实际情况,本文设计了一套直流运动控制系统教学和研究平台。论文采用主从式计算机控制系统结构,以DSP为核心控制器,以PC为上位机,研制一套控制对象为直流电动机实验平台。下位机控制系统完成对电动机的实时控制,并处理相应的辅助功能;上位机基于PC机设计的监控组态化软件负责整个控制系统的任务管理,参数调整,曲线显示等论文给出了下位机数字化控制系统的设计方案,详细介绍了功率模块、数据存储模块、信号检测模块、通信接口模块等功能模块的设计方法。上位机用VB设计了控制系统的框图模拟环境,完成直流调速系统双闭环控制结构的实验。通过串口通信,图像显示以及数据库等相关控件,设计了友好的人机交互界面。基于该实验平台,进行了转速、电流双闭环结构的直流PWM调速控制系统实验。试验结果表明该平台能满足日常的教学实验要求,能帮助学生更好的理解直流调速控制系统的构建组成。本实验平台具有开放性强、功能多样、人机界面良好等优点,具有广泛的实际应用价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 课题的研究背景
  • 1.2 直流运动控制系统及其开放式实验平台的国内外研究现状
  • 1.3 论文的研究内容
  • 1.4 本章小结
  • 2 直流电机控制理论基础
  • 2.1 直流调速系统的基本概念
  • 2.2 直流脉宽调速系统的理论基础
  • 2.3 直流电动机闭环控制系统
  • 2.4 数字化控制器设计理论基础
  • 2.5 本章小结
  • 3 实验平台功能及总体设计方案
  • 3.1 试验平台功能介绍
  • 3.2 实验平台总体设计方案
  • 4 实验平台硬件电路设计
  • 4.1 实验平台硬件结构设计
  • 4.2 控制模块电路设计
  • 4.3 外部存储单元和通信功能模块的电路设计
  • 4.4 功率模块设计
  • 4.5 过压保护电路
  • 4.6 本章小结
  • 5 实验平台软件设计
  • 5.1 引言
  • 5.2 上位机软件
  • 5.3 下位机程序设计
  • 5.4 本章小结
  • 6 实验结果
  • 6.1 基于实验平台的实验
  • 6.2 直流双闭环调速系统的MATLAB仿真
  • 6.3 实验总结
  • 7 总结与展望
  • 7.1 工作总结
  • 7.2 工作展望
  • 致谢
  • 攻读硕士期间发表论文
  • 参考文献
  • 附录A
  • 相关论文文献

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