张金男[1]2007年在《基于PLC控制技术的大功率直流电机调速系统的研究与设计》文中指出大功率直流调速系统具有调速性能优良、可靠性高的优点,被广泛的应用到各种工程船舶上,拖动机械设备,是工程船舶工程作业的动力核心。大功率直流调速系统是弱电控制与强电控制相结合的系统。系统弱电部分检测系统工作时的转速、电枢电流、电机温度、晶闸管温度等信号,根据检测到的信号发出控制信号;强电部分根据控制信号调节电动机转速,拖动绞刀、钻机等机械负载进行作业,以满足不同作业现场的需要。可编程控制器PLC是通用的自动化控制装置,是船舶实现自动化、智能化控制的核心控制元件。它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,采用模块式组合设计,具有控制功能强,可靠性高、使用灵活方便,易于扩展等优点,在工程船舶上得到了广泛的应用。本文首先详细的介绍了大功率直流调速系统的基本原理,分析了调速系统的基本组成以及基本调速方法;然后系统的论述了现代PLC控制技术,介绍了PLC控制系统的基本设计方法;接着本文以经济性好、可靠性高的大功率晶闸管为调速系统可控整流电源,根据现代控制理论,采用转速-电流双闭环调速与弱磁调速相结合的方法对大功率直流调速系统的主电路、转速控制电路以及信号检测电路进行设计,结合现代PLC控制技术对调速系统运行进行控制,对电动机、晶闸管等元件主要参数进行监视、保护;最后利用Altium公司研发的电路图绘制软件Protel DXP对相关电路图进行绘制、直板、静态调试,取得了满意的效果。
王国杰[2]2007年在《基于ARM的全数字可逆直流调速系统的研究》文中指出本文以ARM嵌入式系统为控制核心,针对四象限的全数字可逆双闭环直流调速系统进行设计研究。该研究结合当前最前沿的嵌入式技术、硬实时操作系统技术、图形界面技术及网络通讯技术,利用叁星公司的S344B0X 32位ARM处理器对目前以传统的8/16位单片机为主的全数字双闭环控制系统进行改进的设计研究,探讨和尝试其发展可行性。本设计充分利用了ARM处理器在uc/os-II和uc/gui平台上的多任务程序运行、实时处理及友好的人机交互并结合逻辑无环流可逆原理给出直流电机数字控制方案。并进一步在电机控制方面探讨利用lwIP(一套用于嵌入式系统的轻量级(light weight)TCP/IP协议栈)协议与PC机实现数据通讯,以实现PC机的远程控制。本文详细介绍了直流调速系统装置的设计过程,主要分为以下几个部分:第一、介绍了嵌入式系统的概念及其特点,以及基于ARM处理器的优势和应用。第二、基于ARM处理器所构成的全数字可逆直流调速系统设计。第叁、基于ARM控制器平台下的多任务软件系统的设计,并说明了该软件系统的设计思路及特点,最后给出了主要模块的具体实现。第四、介绍基于我院模拟直流调速实验平台的数字化改造及调试过程。最后通过该装置的开发和测试表明,本系统具有线路简单、控制方便、动态转速波形显示、网络控制等优点。
姚保阳[3]2007年在《日本叁井RTG电控系统的改造工程研究》文中研究表明近年来,随着世界工业水平的不断提高,自动控制领域的发展取得了长足的进步,有效地促进了集装箱起重机电控技术的发展。作为电气控制技术在轮胎式集装箱门式起重机(RTG)中的应用研究项目,本文对所涉及的理论问题进行了深入讨论,探索这些理论在厦门港东渡分公司RTG旧机改造项目中的实践应用。本文首先阐述了论文的项目背景,目前国内外电控系统研究的现状,以及本文的研究内容和意义。文章分析了叁井RTG旧机存在的问题,针对这些问题提出了电控改造的目标。文中选用了直流调速的电气改造方案,虽然变频交流调速优于直流调速,但经过对RTG电气改造的各方面的比较分析和论证,文章得出了采用全数字直流调速驱动器的直流调速系统具有足够的精度和可靠性。文中分析了控制的要求,确定由MENTOR‖型直流调速驱动器与PLC组成电气控制系统的主要部分;并进行了各机构的调速和传动系统的设计。完善后的电气系统,不仅具有基本的电控功能,而且实现与工业计算机等智能设备之间的通信,在此基础上对RTG整机设计了智能保护控制系统以及监控系统。由于工程的最终运行是面向堆场一线的操作人员,因此论文比较详细地描述了项目实施的调试步骤。改造后的RTG,解决了旧机故障频繁,影响设备正常运行,机械效率低等问题。新技术的应用与设备的改造,使RTG的各种性能指标大幅度提高。这次对东渡分公司4台RTG的1台实施的成功改造,为另外3台的改造积累了重要的经验。目前,我国许多港口都面临设备改造这一问题,既要保质保产,提高设备水平,又要考虑现场施工条件,节约投资,尽快恢复生产。此次工程中的改造思路也许是一次好的尝试。
李启龙[4]2007年在《矿井提升机直流调速系统自适应控制的研究》文中研究说明无论是哪种形式的矿井提升机，在提升机工作时转动惯量都会发生变化，而现在的矿井提升机控制系统并没有充分考虑这一点。随着计算机控制技术和电力电子技术的飞速发展，采用全数字控制方式已经成为矿井提升机拖动系统的发展趋势，它综合了电机、电力电子、自动化、计算机控制等多种学科，其控制软件可以实现各种智能控制。本文对自适应控制在矿井提升机直流调速系统中的应用进行了研究和探讨。本文首先回顾了自适应控制的发展过程，然后简要介绍了提升机直流拖动的发展历史，重点分析了最常用的转速、电流双闭环调速系统的动静态性能；分析了基于稳定性理论的模型参考自适应控制的设计方法，并且在分析直流调速系统存在的问题的基础上，提出了一种新的双闭环控制方式，用自适应控制器来取代双闭环调速系统中的转速环，最后针对具体的直流电动机进行仿真分析，仿真的结果达到了预想的控制性能。最后在总结全文的基础上，对自适应控制的应用前景作了展望，对有待进一步深入研究的问题提出了建议。
于航[5]2005年在《基于计算机控制的直流伺服系统算法研究及仿真》文中进行了进一步梳理当今，计算机控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流调速控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着重要作用。本文主要研究由计算机控制的直流速度伺服系统，它主要由叁部分组成，包括控制部分、功率部分、直流伺服电机。伺服系统是一种与普通电动机调速系统有着紧密联系但又明显不同的系统。伺服系统的要求：工作精度高、调速性能好、带负载能力强、响应速度快、稳定性和可靠性高。 本文首先在传统双闭环PI控制的理论基础上，确定计算机控制的直流伺服系统的总体结构和总体方案；从直流调速系统原理出发，逐步建立了双闭环直流速度伺服系统的数学模型，并对比典型低阶系统分别设计电流调节器与转速调节器，并且建立了整个伺服系统的动态数学模型。然后，本文在传统双闭环控制的基础上，内环的控制算法不变，改变外环控制器的设计算法，主要采用IP控制方案。并且在此方案基础上，建立系统的仿真模型，对该方案进行了仿真，并与传统的双闭环PI控制进行分析比较，结果表明，采用IP控制器的数字式直流速度伺服系统能够能同时满足伺服系统快速跟踪和抗扰动能力，能实现对速度阶越指令的快速无超调跟踪和稳态无静差，以及对电机伺服系统参数的变化和扰动具有很强的鲁棒性，满足直流伺服系统的要求，并且算法简单，与传统的PI控制相比具有明显的优势。接着，再与Bang-Bang控制方法结合，进一步地改善IP控制器的控制效果，建立了改进算法的新型控制器及其仿真模型，通过仿真证明，改进后的控制方法能够使系统起动过程加快，很快达到稳态，并且稳态后仍有很好的鲁棒性和无差性，进一步改善了直流速度伺服系统的性能。
杨春[6]2016年在《提升机拖动系统实验平台的设计与控制研究》文中研究指明在矿山生产过程中,提升机主要用于提升矿石,下放物料以及运输人员,其运行路径为循环的往复运动,所带负载为位能性负载,对其电控系统要求比较高,提升机控制系统性能的好坏不仅对矿山的生产效率有较大影响,而且还会影响到矿山的生产安全,控制性能优良的提升机,在提高矿山企业经济效益的同时,还能极大地减少生产过程中事故发生的几率,因此研究具有良好控制性能的提升机对于煤矿生产具有重要意义。为了对实验平台控制系统的控制性能和拖动特性进行研究,本文根据实验室建设的需要和煤矿现场对提升机系统的性能要求,并结合目前提升机系统的发展方向,提出了提升机实验平台的设计目标,对实验平台控制系统运行速度图参数进行了计算和确定,完成了实验平台交、直流拖动系统、PLC控制单元硬件电路、安全回路以及监测监控子系统等的硬件设计和交、直流拖动系统控制策略选择、控制系统软件程序、上位机监控组态子系统等的软件设计,建设了一套具有控制、保护和监测功能的提升机拖动系统实验平台。通过该实验平台进行了交、直流拖动系统中的电流闭环、速度闭环、电机四象限运行以及提升机系统紧停、提升机安全回路等一系列实验,对提升机实验平台拖动系统的拖动特性进行了分析。通过对提升机实验平台运行曲线和数据地分析,验证了系统的控制性能和拖动特性,该平台达到了设计要求。
王保德[7]2007年在《大型矿井提升机计算机控制系统的研究及应用》文中研究说明本文以开滦(集团)公司唐山矿“新风井直流矿井提升机数字化改造”项目为背景。通过对计算机控制技术在矿井提升机中的应用和研究,阐述了新风井提升机计算机控制系统采用了当今最先进的PLC技术、由全数字晶闸管直流驱动系统组成的并联十二脉动整流技术和磁场换向技术,来改造传统的发电机—电动机(F—D)机组+继电器控制的提升机,从而使落后的F—D机组驱动的提升机改造成为具有国际先进水平的全数字直流驱动系统。本文分析了矿井提升机对电气控制系统的要求,针对提升机的高可靠性要求,采用双PLC技术,提出一种高可靠性的提升机操作保护系统。介绍了行程控制的基本原理,分析了速度给定方式,推导出S形速度给定曲线的数学模型,以及加/减速度、行程与时间之间的数学模型;并选取了合适的行程控制算法。根据现场实际的需求,设计了控制系统硬件配置和软件程序。使全数字矿井提升机具有S形速度曲线自动形成、预置速度给定值、自动减速功能、速度监视the way, deduce a S–type speed to settle curve of mathematical model, and mathematical expressions与控制功能,为矿井提升机安全可靠运行提供了有力的技术保障。本文研究的内容在唐山矿新风井直流矿井提升机调速和PLC操作保护系统中得到应用。运行结果表明,该系统工作可靠、性能稳定、控制精度高,完全可以满足现场生产的需要。
李峰[8]2016年在《基于预测PI算法控制的直流调速系统研究》文中研究表明直流电动机具有良好的起、制动性能,能够在宽范围内进行平滑调速,并被广泛应用于需要调速或需要进行转向切换的电力拖动系统中。但带电流截止负反馈的直流调速系统,只是解决了系统的过流保护问题,并没有改善系统的快速性和抗干扰能力,难以适用于对调速系统要求较高的场合。因此,研究直流电机调速系统的控制方法对工业生产具有实际意义。本文基于上述背景,主要研究内容如下:1.通过对直流电机的工作原理分析,采用机理建模方法,建立了转速反馈直流电机调速系统的数学模型。并对带电流截止负反馈的直流调速系统进行静特性分析,在实际应用结果中表明引入电流截止负反馈只能对被控系统起到限流保护作用。2.在传统直流调速控制系统的基础上,提出一种基于预测PI算法与组合积分环节相结合的控制策略。组合积分系统起到对信号的均值滤波作用,根据被控对象设计预测PI控制器,并在SIMULINK中搭建直流调速系统仿真模型,与传统控制方案实时对比仿真,研究结果表明,在预测PI控制算法下的直流调速系统不仅具有良好的动态性能,且能显着提高系统抗干扰能力,同时也起到了过流保护作用。3.将设计的新型控制算法进行离散化处理,并采用C言对算法进行编写,通过OPT22工控软件实现与MATLAB SIMULINK的通信并进行数据交互,并且还开发了实时监控的人机界面(HMI),用户可以直接在控制界面上清晰观察直流电机调速系统转速的具体数值及其变化波形。4.将设计出的新型控制算法应用在贝加莱公司(B&R)提供的直流电机调速系统的硬件及软件环境下,利用Automation Studio与simulink实现无缝连接,实验结果表明,基于预测PI与组合积分环节相结合的复合控制策略,可实现对直流电机转速的优良控制。本文创新点在于将组合积分系统引入直流调速系统,用预测PI控制算法代替传统的PID控制算法,并将组合积分与预测PI控制相结合实现了复合控制。充分利用两种控制方法的优点,组合积分系统相当于均值滤波器,可使输入信号均匀上升,起到限制最大电枢电流的作用,而预测PI控制算法的快速性好且抗干扰能力强。通过仿真结果及实验表明,相对于传统PID控制算法而言,本文设计的基于预测PI算法与组合积分复合控制的直流调速系统具有良好的动态性能及抗干扰能力。
冯树旭[9]2005年在《矿井提升机控制系统设计》文中研究表明矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉,是矿山最重要的关键设备,是地下矿井与外界的唯一通道,肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。对提升机来说,运行的安全性与可靠性是至关重要的。传统矿井提升机调速性能较差,在启停车、制动、逻辑控制等方面存在诸多安全问题,随着计算机和PLC技术的不断发展,采用先进的控制技术改造传统矿山行业的传统控制系统,从而使矿井提升机的控制性能得到极大的改善,其自动化水平、安全、可靠性都达到了新的高度,并采用现代化的管理和监视手段保障提升机的安全运行。 在该矿井提升机控制系统设计中,采用国内外先进的PLC控制技术改造矿井传统、落后的继电器—接触器式罐笼逻辑运行系统;采用先进的全数字直流调速晶闸管变频技术改造传统的直流电机传动系统;采用基于数字信号处理器DSP的多功能数字深度指示器取代原有粗大笨重的机械传动的牌坊式深度指示器;采用先进的计算机控制技术实现矿井提升机的微机管理与控制,从而,保证矿井提升机可靠、准确地运行,实现矿井提升机的计算机控制。 现场调试和运行结果表明,该系统工作可靠、控制精度高,完全可以满足现场生产运行的要求。
朱祥[10]2013年在《基于PLC大功率直流调速系统研究与设计》文中研究指明大功率直流调速系统具有优良的调速性能和很高的可靠性,被广泛应用到各种工程船舶特种机械的电力拖动中,是工程船舶进行工程作业的动力核心。本文在研究大功率直流调速系统的基础上并以挖泥船上铰刀拖动控制系统为研究对象,设计了一套基于PLC控制的大功率直流调速系统。由于转速、电流双闭环控制的直流调速系统具有良好的调速性能,因而被广泛应用于工程实践当中。但是这种调速系统在电枢电流出现断续时,系统的某些参数会随之发生改变,使控制效果变差,所以本文在传统的转速、电流双闭环控制的直流调速系统上加入自适应控制,使控制系统能够随着控制对象参数的变化而自动改变控制器的结构及参数,使系统始终处于良好的工作状态。然后通过MATLAB软件对所设计的系统进行仿真验证,仿真结果表明所设计的系统是合理的,能够满足工程船舶对大功率直流调速系统的性能要求。本文硬件部分采用以PLC为中央控制器,通过检测电路检测电动机转速、电枢电流、电动机温度、晶闸管温度等信号并送入PLC中进行处理,然后PLC发出控制信号到以TC787芯片为核心的触发模块中,最后触发模块发出相应的移相触发脉冲去触发晶闸管叁相桥式整流器以实现直流电动机的转速调节。本文采用STEP7MicroWIN SP6软件编写系统的整个控制程序,通过梯形图程序语言编写了系统的整体逻辑控制和自适应控制算法等程序。最后利用组态王设计上位监控系统,使系统的运行参数和报警参数可以在上位机中显示。
参考文献：
[1]. 基于PLC控制技术的大功率直流电机调速系统的研究与设计[D]. 张金男. 大连海事大学. 2007
[2]. 基于ARM的全数字可逆直流调速系统的研究[D]. 王国杰. 河北工程大学. 2007
[3]. 日本叁井RTG电控系统的改造工程研究[D]. 姚保阳. 上海海事大学. 2007
[4]. 矿井提升机直流调速系统自适应控制的研究[D]. 李启龙. 山东科技大学. 2007
[5]. 基于计算机控制的直流伺服系统算法研究及仿真[D]. 于航. 大连交通大学. 2005
[6]. 提升机拖动系统实验平台的设计与控制研究[D]. 杨春. 西安科技大学. 2016
[7]. 大型矿井提升机计算机控制系统的研究及应用[D]. 王保德. 辽宁工程技术大学. 2007
[8]. 基于预测PI算法控制的直流调速系统研究[D]. 李峰. 东华大学. 2016
[9]. 矿井提升机控制系统设计[D]. 冯树旭. 中南大学. 2005
[10]. 基于PLC大功率直流调速系统研究与设计[D]. 朱祥. 大连海事大学. 2013
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