速度控制系统设计

1． 设计的目的：

1） 通过速度控制系统设计，初步掌握机械电子学、控制工程和计算机编程的基本知识。 2） 树立正确的设计思想，培养分析问题与解决问题能力及其动手能力。

2． 问题的提出：交流电机作为工业系统及日常生活中最常见的运动执行器，对其转速进行

控制具有重要意义。基于计算机的电机调速系统应用越来越广泛。 3． 设计的对象：

三相交流异步电动机：功率370W，调速范围：0～3000r/min，转速测量精度：0.5％. 4． 设计的内容：

主要内容为基于计算机的电机调速系统硬件与软件的设计。具体内容如下： a) 总体设计方案分析与设计。 b) 硬件设计

光电转换及信号调理电路设计、频压转换电路设计。电动机及变频器（驱动装置）、A/D及其D/A板选择等。 c) 软件设计

系统管理程序、控制算法设计及信号的采集与处理程序等。

r + - y e 控制算法 u(k) D/A A/D 数据通道 （采集卡） u(t 变频器 f,u 电动机 F/V 整形 光电编码器 计算机 转速控制系统

（D/A(A/D)输出（输入）信号：0－10V，变频器输出f：0－60Hz，测速传感器输出F：0－3000Hz）

5． 设计要求：

设计一套完整的计算机闭环速度控制系统。 1） 总体设计方案分析与设计。 2）硬件部分设计

（1） 选择电动机、变频器、传感器，设计测量及调理电路。 （2） 熟悉A/D、D/A板以及计算机的接口连接等。 3) 软件部分设计

（1） 信号的采集与处理程序。 （2） 控制算法设计。

（3） 利用MATLAB进行系统仿真并优化控制算法。给定被控对象模型如下：

N(s)127.4 s2 2817s 11930 G(s)U(s)s3  1501 s2  2021s 11730要求优化后的控制精度：调节时间<0.2s; 无稳态误差, 超调量<2%.

（4） （可选作）建立计算机人机界面.

6． 实验与调试（主要进行计算机仿真）

7． 编写课程设计说明书，于第17周周末前提交报告并答辩。

8．