计算机电机转速网络前馈控制系统 —— 控制端开题报告

 2022-11-25 14:19:56

1. 研究目的与意义

计算机控制系统是自动控制理论、自动化技术与计算机技术紧密结合的产物。控制理论的发展,尤其是现代控制理论的发展,与计算机技术息息相关。利用计算机快速强大的数值计算、逻辑判断等信息加工能力,计算机控制系统可以实现比常规控制更复杂、更全面的控制方案。计算机为现代控制理论的应用提供了有力的工具。同时,计算机控制系统应用于工业控制领域提出来一系列理论与工程上的问题,又进一步推动了控制理论和计算机技术的发展。计算机技术在控制领域中的应用,还有力地推动了自动控制技术的发展,大大扩展了控制技术在工业生产中的应用范围,特别是使复杂的、大规模的自动化系统与过程发展到了一个崭新的阶段。

本毕业设计以学院计算机控制系统专业课程实验设计为背景,系统研究电机控制系统的原理与设计方法。

2. 课题关键问题和重难点

二、课题关键问题及难点(300左右字)

本课题的关键在于通过对控制系统的设计过程中,在获取到电机准确的数学模型后建立有效的控制算法进行实现,PID控制技术属于常规的控制技术,在以往的学习中接触较多,因此采用PID控制技术难度不大,但是单独采用PID则不能满足系统的要求,就需要通过对系统的传递函数辨识的基础之上在MATLAB/Simulink中设计相应的控制算法,保证系统的闭环效果。

设计的难点:

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3. 国内外研究现状(文献综述)

电机系统亦称随动系统,属于自动控制系统中的一种,它用来控制被控对象的转角(或位移),使其能自动地、连续地、精确地重复输入指令的变化规律。它通常是具有负反馈的闭环控制系统,有的场合也可以用开环控制来实现其功能。在武器控制系统中常常用它来完成对执行单元的控制,比如对雷达天线、导弹发射架以及火炮的方位角、俯仰角等参数的控制;对空间飞行器的姿态角以及轨道参数的控制等等。从1944年第一个电机系统诞生以来,电机系统经历了极其深刻地发展,到目前为止,电机系统已经发展为数字化、集成化、智能化型系统,微处理器,特别是DSP(数字信号处理器)在电机系统中的应用使得现代化控制理论逐渐实现了工程实用化。

电机系统的种类很多,组成状况和工作状况也多种多样,可以简单地用图8.2来表示。从图中可以看出,系统中有检测装置,用来检测输入信号和系统的输岀,有放大装置和执行机构,为使各部件之间有效地组配和使系统具有良好的工作品质,一般还有信号转换电路和补偿装置。当然,这些机构都离不开能源设备的供给。

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4. 研究方案

本课题是典型的PID系统设计,里面包含了PID系统的所有要素。在控制部分,课题是电机控制系统的控制端,完成对电机转速的闭环调节的目的,在设计时首先通过对系统的功能进行分析,设计出可靠的系统,然后对硬件电路进行设计,并制作出相应的实物,结合驱动端的电机,首先通过相关分析法对电机的模型进行辨识,获得电机的数学模型后,通过MATLAB/Simulink中对控制系统进行仿真,设计电机的速度环、位置环,在此基础上增加前馈控制算法。

5. 工作计划

第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;

第 2 周 阅读相关资料,理解有关内容;写出开题报告一份;

第 3 周 确定对象端框架设计,参阅有关资料,分析网络传输的工作原理;

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