设计一个闭环控制系统

单闭环控制系统设计及仿真

班级 电信2014 姓名 张庆迎 学号 142081100079

摘要 直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，

所以在电气传动中获得了广泛应用。本文从直流电动机的工作原理入手，建立了双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。在理论分析和仿真研究的基础上，本文设计了一套实验用双闭环直流调速系统，详细介绍了系统主电路、反馈电路、触发电路及控制电路的具体实现。对系统的性能指标进行了实验测试，表明所设计的双闭环调速系统运行稳定可靠，具有较好的静态和动态性能，达到了设计要求。采用MATLAB软件中的控制工具箱对直流电动机双闭环调速系统进行计算机辅助设计，并用SIMULINK进行动态数字仿真,同时查看仿真波形,以此验证设计的调速系统是否可行。

关键词 直流电机 直流调速系统 速度调节器 电流调节器 双闭环系统

单闭环控制系统设计及仿真

班级 电信2014 姓名 张庆迎 学号 142081100079

摘要 直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，

所以在电气传动中获得了广泛应用。本文从直流电动机的工作原理入手，建立了双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。在理论分析和仿真研究的基础上，本文设计了一套实验用双闭环直流调速系统，详细介绍了系统主电路、反馈电路、触发电路及控制电路的具体实现。对系统的性能指标进行了实验测试，表明所设计的双闭环调速系统运行稳定可靠，具有较好的静态和动态性能，达到了设计要求。采用MATLAB软件中的控制工具箱对直流电动机双闭环调速系统进行计算机辅助设计，并用SIMULINK进行动态数字仿真,同时查看仿真波形,以此验证设计的调速系统是否可行。

关键词 直流电机 直流调速系统 速度调节器 电流调节器 双闭环系统

在送乘飞机出行时，为什么不能 说祝你一路顺风?

每天上学骑自行车的感受？乘 车的感受等？

干扰因素这节课我们就研究研究闭环 控制系统的干扰与反馈。

第四单元 控制与设计 第三节 闭环控制系统的干扰与反馈

长安一中

蒋建波

什么是干扰因素： 一)什么是干扰因素： 1.干扰因素的概念： 1.干扰因素的概念： 干扰因素的概念

在控制系统中，除输入量( 在控制系统中，除输入量(给定 以外， 值)以外，引起被控量变化的各种因 素称为干扰 interference)因素。 干扰( 素称为干扰(interference)因素。

案例一：逆风中骑自行车。 案例一：逆风中骑自行车。

脚踩的力给定量

自行车

行使的速度被控量

风 逆风、顺风、上坡路 逆风、顺风、上坡路……

案例二：飞机飞行。 案例二：飞机飞行。

结论：在控制系统中， 结论：在控制系统中，干扰因素一定 可能有一个，也可能有若干个。 有，可能有一个，也可能有若干个。

扩展讨论： 扩展讨论：

生活中还有哪些例子说明“ 生活中还有哪些例子说明“闭 环控制系统的干扰是存在的， 环控制系统的干扰是存在的，是不 可避免的” 可避免的”?

马上行动： 马上行动： 在电冰箱的温度控制系统中，下 列情况是否属于影响其温度控制的干 扰因素？ (1)开

单闭环控制系统设计及仿真

班级 电信2014 姓名 张庆迎 学号 142081100079

摘要 直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，

所以在电气传动中获得了广泛应用。本文从直流电动机的工作原理入手，建立了双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。在理论分析和仿真研究的基础上，本文设计了一套实验用双闭环直流调速系统，详细介绍了系统主电路、反馈电路、触发电路及控制电路的具体实现。对系统的性能指标进行了实验测试，表明所设计的双闭环调速系统运行稳定可靠，具有较好的静态和动态性能，达到了设计要求。采用MATLAB软件中的控制工具箱对直流电动机双闭环调速系统进行计算机辅助设计，并用SIMULINK进行动态数字仿真,同时查看仿真波形,以此验证设计的调速系统是否可行。

关键词 直流电机 直流调速系统 速度调节器 电流调节器 双闭环系统

一篇小论文,介绍速度闭环控制。

现代驱动与控制

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电动汽车速度闭环控制系统设计李成学杨大柱吴文民解放军汽车管理学院 ( 3 0 23 1 1)

De i n o os -o p V l c t n r lS s e f rW h e o o s o s g f Cl e l o e o iy Co t o y t m o e lM t r fEVLiChe g e Y g a hu Wu We n xu an D z nmi n Au omob l a g me n tt t t ie M na e ntI s iu e

摘

要：阐述了基于TM￥ 2 L 2 0 P 3 0 F 4 7DS的无刷直

路的验证试验，证明了构建方案的可行性和有效性。

流电机速度闭环控制系统的仿真系统没汁，出了系统给各组成部分的工作原理及其工作流程。后，理论分最在析的基础上进行了相应的试验研究，出了具体的测试给

数据与波形等实验结果，从而充分证实了此控制系统的可行性和实用性。 关键词：电动汽车 MA L仿真 T ABAbs r c:Th e o i l s d l o o t o y t m ta t e v l c t c o

课 程 设 计 任 务 书

目录

1摘要…………………………………………………………………… 3 2 引言……………………………………………………………………4 3 设计内容与要求………………………………………………………4 3.1设计内容…………………………………………………………4 3.2设计要求…………………………………………………………4 4 系统总体设计方案……………………………………………………5 4.1 方案提出…………………………………………………………5 4.2 总体框图…………………………………………………………5 5 系统工作原理…………………………………………………………6 5.1 PID算法………………………………………………………6 5.2 DS18B20 传感器工作原理……………………………………8 6 系统硬件设计…………………………………………………………9 7 系统软件设计………………………………………………………11

7.1程序设计组成…………………………………………………11 7.2程序代码………………………………………………………11

8 系统调试与测试结果……………………………………

技术与设计2第四单元

在送乘飞机出行时，为什么不能 说祝你一路顺风?每天上学骑自行车的感受？乘 车的感受等？

技术与设计2第四单元

干扰因素这节课我们就研究研究闭环 控制系统的干扰与反馈。

技术与设计2第四单元

第四单元 第三节

控制与设计

闭环控制系统的干扰与反馈

长安一中

蒋建波

技术与设计2第四单元

一)什么是干扰因素： 1.干扰因素的概念： 在控制系统中，除输入量(给定 值)以外，引起被控量变化的各种因 素称为干扰(interference)因素。

技术与设计2第四单元

案例一：逆风中骑自行车。脚踩的力给定量

自行车

行使的速度被控量

风 逆风、顺风、上坡路……

技术与设计2第四单元

案例二：飞机飞行。

结论：在控制系统中，干扰因素一定 有，可能有一个，也可能有若干个。

技术与设计2第四单元

扩展讨论： 生活中还有哪些例子说明“闭 环控制系统的干扰是存在的，是不 可避免的”?

技术与设计2第四单元

马上行动：在电冰箱的温度控制系统中，下 列情况是否属于影响其温度控制的干 扰因素？ (1)开电冰箱门。 外面热气进入冰箱将会引起箱内 温度变化，属于干扰因素。

技术与设计2第四单元

(2)电冰箱所在房间的温度从20℃ 变到32℃属于干扰因素。 (3)把热菜或热饭放入电冰箱中。 属于干扰因素

几种典型的步进电机闭环控制系统

默认分类 2010-08-15 13:46:09 阅读122 评论0 字号：大中小 订阅

步进电机的闭环控制系统 郭 宏（哈尔滨工业大学）

【摘要】 系统阐述了步进电动机闭环控制系统的优点，给出了几种典型的闭环控制系统，并提出了步进电动机高精度定位系统的设计思想。 【叙 词】步进电机闭环系统／高精度定位 l概述

步进电机是机电一体化产品中的关键元件之一，是一种性能良好的数字化执行元件。它能够将电的脉冲信号转换成相应的角位移，是一种离散型自动化执行元件。随着计算机控制系统的发展，步进电动机广泛应用于同步系统、直线及角位系统、点位系统、连续轨迹控制系统以及其它自动化系统中，是高科技发展的一个重要环节。 2步进电动机闭环系统与开环系统比较[1-5]

步进电机的主要优点之一是适于开环控制。在开环控制下，步进电动机受具有予定时间间隔的脉冲序列所控制，控制系统中无需反馈传感器和相应的电子线路。这种线路具有简单、费用低的特点，使步进电动机的开环控制系统得以广泛的应用。

但是，步进电机的开环控制无法避免步进电动机本身所固有的缺点，即共振、振荡、失步和难以实现高速。另一方面，开环控

几种典型的步进电机闭环控制系统 默认分类 2010-08-15 13:46:09 阅读122 评论0 字号：大中小 订阅 步进电机的闭环控制系统

郭 宏（哈尔滨工业大学）

【摘要】 系统阐述了步进电动机闭环控制系统的优点，给出了几种典型的闭环控制系统，并提出了步进电动机高精度定位系统的设计思想。

【叙

l概述

能够将电的脉冲信号转换成相应的角位移，是一种离散型自动化执行元件。随着计算机控制系统的发展，步进电动机广泛应用于同步系统、直线及角位系统、点位系统、连续轨迹控制系统以及其它自动化系统中，是高科技发展的一个重要环节。

2步进电动机闭环系统与开环系统比较[1-5]

步进电机的主要优点之一是适于开环控制。在开环控制下，步进电动机受具有予定时间间隔的脉冲序列所控制，控制系统中无需反馈传感器和相应的电子线路。这种线路具有简单、费用低的特点，使步进电动机的开环控制系统得以广泛的应用。

步和难以实现高速。另一方面，开环控制的步进电动机系统的精度要高于分级是很困难的，其定位精度比较低。因此，在精度和稳定性标准要求比较高的系统中，就必须果用闭环控制系统。

步进电动机的闭环控制是采用位置反馈和（或）速度反馈来确定与转子位置相适应的相位转换，可大大改进步进电动机的性能。

基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统设计

成绩：

姓名：

班级：

学号：

日期：

PLC技能考核设计训练任务书

学生姓名专业年级学号

设计日期：年月日至年月日

设计题目：基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统设计

设计主要内容：

本次设计基于可编程控制器（PLC）硬件平台的异步电动机综合控制系统。该系统通过可编程逻辑控制器（PLC）来控制变频器，最终实现异步电动机转速的闭环控制。并通过HMI面板直观的显示出来。

具体设计是P、I调节电机转速。经过多次参数设定比较后，系统能得到比较满意的控制效果，最大超调只有两度多，稳定后能保持在 10r/ｓ以内。负载改变后转速可以很快的达到给定转速。

指导教师评语：

指导教师签字：

日期：

目录

1 绪论 (1)

1.1 变频器 (1)

1.2 可编程控制器 (1)

1.3 HMI (2)

1.4 组态软件 (3)

2 系统硬件设计 (4)

2.1 系统设计目的 (4)

2.2 系统硬件结构框图 (4)

2.3 硬件选型 (5)

2.4 硬件接线 (8)

3 系统软件设计 (9)

3.1 变频器参数 (9)

3.2 触摸屏组态画面 (10)

3.3 PLC编程 (11)

3.3.1 PID向导 (11)

3.3.2 PID指令 (18)

4 系统调试 (21)

5 总结