可控硅相序自动跟踪及磁力起动智能研究结题报告.pdf可控硅相序自动跟踪及磁力起动智能研究结题报告pd

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详细说明：可控硅相序自动跟踪及磁力起动智能研究结题报告pdf,可控硅相序自动跟踪及磁力起动智能研究结题报告为软起动在接线时,因为接线相序错误而导致起动失败的问题。经过相序的采样后进入主控单片机记忆进线相序,以此控制输出脉冲,实现相序的自动跟踪与电网同步。电气检测及起停回路智能软起动器的保护功能是通过单片机对电路进行各种电气保护检测的,其屮包括过压、欠压、过流、漏电闭锁等。起停禁止电路是用来提供系统的瞬时停止和软停止,瞬时停止由外部直接控制,软停止既可以由外部直接控制,也受内部的相位检测和各种保护的控制,当其中某项保护动作吋,软停止开始,从而达到电气保护的目的。门脉冲触发器 R三尺图脉冲触发电路智能软起动器在接受到控制命令后,通过触发电路控制主回路的输出电压。触发电路包括门脉冲放大器和脉冲变压器,门脉冲放大器将触发信号的能量进行放大,再通过脉冲变压器将主回路和控制回路隔离开来,保证了控制回路的安全性。触发电路原理图如图所示。 2.2双闭环控制普通软起动器为速度开环控制,对于风机、水泵类负载具有较好的软起动特性。开环控制是根据给定的斜率直接达到给定的电压输岀,不考虑电忛的实时速度对它的影响。风机类恒功率负载,是从小负载起动,随着速度的增加负载也增加的,开环控制的软起动器正好能满足这种场合的需求,使电机具有了较好的起第页贝动特性曲线,如图所示 ①电机力矩曲线、②电机速度出线图开环控制风机类负载的速度、力矩曲线图对于胶带机这种恒转矩负载,其负载在起动与恒速运行时基本是恒定不变的,此时如果还用开环控制,它的起动特性就会发生较大的变化。开环控制对起动时问进行了设定,起动电压开始会与起动时问同步增加,起动力矩也逐渐加大, 在起动力矩加大到胶带机的起动负载时要经过铰长的时间,这段时间内电机处于堵转状态不能起动,只有在力矩大于它的起动负载力矩时电机才开始起动,而起动负载往往与满载相差不大,所以开环控制时,电机长时间处于堵转状态,一旦加速后就很快达到额定速度,这种方式实际的软起动时间是很短的。特性曲线如图所小。 ①电札速度曲线、②电机力矩曲线、③电机电流曲线图开环控制胶带机负载特性曲线图软起动器作为胶带杋驱动使用双闭环控制可获得较好的速度控制特性,如图所示:图屮①是速度给定曲线,与时问成正比,④是实际速度跟随曲线,因为有速度传感器反馈,电机实际速度会在很短的时间内跟随上给定速度,所以电机实际电流在起动时迅速增加到起动电流,保证了实际速度始终跟随给定曲线。② 是实际电流曲线,它在起始阶段迅速增加,使电机立即起动起来,随着电机速度的变化,电机电流随速度的迅速增加而逐渐减小。③是力矩特性曲线,对于胶带第页贝机恒负载而言,它是保证恒速的动力因素,而电流的变化就是为了达到不冋速度下的恒力矩。 ③ 图双闭环胶带机负载电机软起动特性智能软起动器采用了高性能单片机来做控制回路的速度电流双闭环调节,提高了系统对十扰和负载变化的适应能力,使系统运行更加稳定。软起动器对于单台调节如图所示,调节器可以根据外部条件的不同自动施行调节越一一同高一一匚G 度输出电流速度图双闭环调节示意图 2.3多机驱动的功率平衡对于多台电机来说,每台软起动器均设定相同的参数,由于电机本身参数和外部因素例如安装误差,运行中的磨损度差异,均会造成多台驱功电札之问的功率不平衡。在长期运行T况,功率不平衡将越来越严重,直至过载电机被烧毁。在多机驱动中,由于胶带的连接,电机的速度是相同的,若每台电机的电流相同, 功率也就相同了。智能软起动器采用主从调节,在多台软起动器中,设定一台为主,其他为从,主开关中采用速度电流双闭环调节,而在从机中只采用电流单环第页贝调节,并且电流的给定是通过通讯由主机速度调节器的输出给定,这样就使每台开关的电流保证相同,功率也就平衡,如图所示速度反馈电流反馈速度给定 “唐度词节器一②一电流语节器-发电R M 主驱动轼起动器电流反馈 1#从驱动电流节器发电SCR M 软起动器电流反馈 2从驱动轼起动器一电流谣节器粗发电SCR 图多机驱动系统图主机与从机相间的参数传递是通过单机数据通讯的方式,提高了数据的传输距离和传输的可靠性。智能软起动器具有了以上这些功能后,在很大程度上:解决了普通软起动器的大部分缺陷,适应了胶带机起动控制的需求 2.4软件设计系统搾制软件如卜图所小。软件的主要包括:用户接口(键盘输入和显小输出)、数据釆样、数字滤波、数字控制、相序自动跟踪和触发等部分。其中相序自动跟踪如前所述,用户接口、数据釆样和触发部分可以通过查阅相关的资料获得。在这里重点对数字滤波、数字控制和软件抗干扰部分进行阐述。第页贝开始速度PID调节复位? 采样电流数据系统初始化数字滤波是否接受给定信号? 电流偏差计算键按下? 电流PID调节调用键盘中断子程序相序自动跟踪显示给定触发SCR 速度数据采样 SCR输出数字滤波速度偏差计算图系统软件流程图数字滤波在工业过程控制系统中,由于被控对象的环境比较恶劣,干扰源比较多,如环境温度场和磁场等,所以在模拟系统屮,为了消除干扰常采用滤波电路。而在由微机组成的自控控制系统屮,为了减少对采样值的干扰,提高系统的可靠性,则常常采用数字滤波的方法, 所谓数字滤波,即通过一定的计算程序,对采样信号进行平滑加工,提高其第页贝有用信号,消除或减少各和干扰和噪音,以保证计算机系统的可靠性。数字滤波的方法有很多种,可以根据不同的测量参数进行选择。考虑到输出量的平滑性和灵敏性,在这里采用了“平均滤波” 一般在设计平均值滤波程序时,要考虑消除较为明显的脉冲干扰,即将原理真实值的采样值剔除,不参加平均值计算,从而使平均值更接近真实值。算法原理如下:连续采样几次,将其累加求和,同时找岀其中的最大值和最小值,在从累加和中减去最大值和最小值,按-个采样值求平均,即得有效采样值。为使平均滤波方使最好取, ,这样的触发实际卜执行右移指令即可完成。具体做法有两种:对于快变参数,先连续釆样次,然后再处理,但要再中开辟出个数据的暂存区。对于慢变参数,可一边采样,一边处理, 而不必在中开辟数据暂存区数字控制数字控制在生产过程中是一种最普遍采用的方法,它是一种线性控制器,它根据给定值与实际输出值构成控制偏差筍单地说,控制器各校正环节的作用如下: 比例环节:及时成比例地反映控制系统的偏差信号,偏差信号一1 生,控制器立即产出控制作用,以减小偏差。积分环节:主要用亍消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分吋间常数越大,积分作用越弱,反之则强微分环节:能反映偏差信号的变化趋势,并能在偏差信号值变的太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度, 减小调节时间。在这里我们选用积分分离控制算法在普通数字控制器中引入积分环节的目的,主要是为了消除静差和提高精度。但在过程的起动、结束或大幅度增量设定值时,短时间内系统输岀有很大的偏差,会造成运算的积分积累,致使算得的控制量超过执行杌构可能第页贝最大动作范围对应的极限控制量,最终引起系统较大的超调量,甚至引起系统的振荡,这是某些生产过程屮绝对不允许的。引进积分分离控制算法,即保持了积分作用,又减小了超调量,使得控制性能有了较大的改善。其具休实现如 )根据实际情况,人为设定一定阈值>。 >ε时,也即偏差值比较大时,采用控制,可避免过大的超调量,又使系统有较快的响应。 )当≤s时,也即偏差量比较小吋,采用控制,可保证系统的控制精度 ()写成计算公式,可在积分项乘一个系数β,B按下式取值: 以位置式算式为例,写成积分分离形式即为当>ε,取β=,进行控制,其算法为式中当≤E时,取尸=,进行控制控制的算法采用增量式控制算法,即第页贝即式中这样便可以设计出计算机的控制程序,采用积分分离控制算法使控制系统的性能有较大的改善。软件抗干扰软件抗干扰方法在工程实践中研究的主要内容时:消除模拟输入信号的噪声,如数字滤波方法,程序运行混乱时使程序重入正轨。在本控制系统屮,主要采用了以下的几种软件抗干扰的方法,分别对其进行介绍。指令冗余取指令过程是先取操作码,再取操作数。微机测试系统受干扰出现错误时,程序便脱离忙常轨道乱飞。当乱飞到某双字节指令,若取指令时刻落再操作数上,误将操作数当作操作码,程序冂能岀错。若飞到三字节指令上,出错的儿率更大。在关键地方人为插入一些单字节指令,或将有效单字节指令重写称为指令冗余。通常是在双字节指令和三字节指令后插入两个字节以上的指令这样即使乱飞程序飞到操作数上,由于空操作指令的存在,避笕了后面的指令被当作操作数来执行,程序就会自动纳入正常轨道。此外,在对系统流向起重要作用的指令之前插入两条指令,也可将乱飞程序纳入正规,确保这些重要指令的执行。第页贝

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