单片机矿井提升机双闭环直流调速系统设计

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第一章绪论.1

1.1选题的目的和意义.1

1.2国内外研究现状及存在问题2

1.3主要研究内容. 3

第二章双闭环直流调速系统的设计与分析 4

2.1双闭环直流调速系统的分析4

2.1.1 双闭环直流调速系统的结构 4

2.1.2 系统的控制原理分析.4

2.2双闭环直流调速系统的动态数学模型.5

2.3 PI调节器的设计.6

2.3.1 电流调节器的设计.6

2.3.2 转速调节器的设计.11

第三章双闭环调速主电路设计. 16

3.1 整流电路的设计. 16

3.1.1 主电路结构16

3.1.2 三相全控桥整流电路的分析 17

3.2参数的计算. 18

3.3保护电路的设计.21

3.3.1 过电压保护22

3.3.2 过电流保护.22

3.5触发电路的设计. 24

第四章单片机电路设计26

4.1单片机的简介及引脚功能说明. 26

4.1.1 单片机简介26

4.1.2 单片机的引脚功能说明.26

4.2单片机控制电路组成 28

4.3单片机外围电路设计 28

4.3.1 单片机电源电路. 28

4.3.2 单片机数码管和键盘电路 29

4.3.3 单片机的复位电路.30

4.4单片机驱动电路.31

第五章系统的软件部分设计. 32

5.1主程序设计. 32

5.2 PI控制子程序设计 33

结语. 35

致谢. 36

参考文献. 37

附录源程序38
第一章绪论1.1 选题的目的和意义矿井中的矿井提升机作为地面与井下的唯一输送工具，是电机与电控结合的复杂生产机械。用于矿石、煤炭、以及人员和设备的运送，是连接矿山地面与井下的关键生产工具[1]。矿井提升机作为开采生产中的唯一运送机械对采矿的稳定、安全以及经济保证具有十分重要的地位。矿井提升机不仅具有装机容量大能耗大而且要求可靠性高的优点，而且作为一个周期性运行的系统能保证拖动电动机在频繁启动，制动和反向运行。在生产过程中对提升机工作运行时不同阶段的加速度变化和井上与井下不同的停车位置均有着高精确要求，因此提升机控制系统的研究是势在必行的。矿井提升系统有着优越的特点。速度快效率高[2]。在井下施工环境中工作情况改变频率很高。在这样的环境因素影响之下，矿井提升设备自身具有的保护措施仍然无法保证高标准的安全性能要求。由于这样的工作环境，造成了设备的机械零件和电气元件的磨损和腐蚀，加上施工人员的操作不当和对行程监测的困难，使现有得保护机制无法达到高要求下安全生产的效果，因此矿井机械事故至今仍旧经常发生。作为矿区生产安全的重要前提，一旦矿井提升机在运行时出现设备故障等情况，将会影响整个开采生产工作的稳定运行，并且威胁的不单单是生产工作，更威肋矿井工人的生命安全，会给煤矿企业带来不良社会反应及压力。近年，矿井事故的不断发生，引起了国家和各矿山企业对矿井安全生产问题的重视，改进生产方式以降低事故发生几率[3]。因此提升机系统关于安全生产的研究在现代化矿山生产中显得日益重要。若提升机的速度行程失去控制，就会发生提升机设备运行出现不良状况，直接影响井下作业的正常进行，甚至引起矿难等意外事故，同时企业也将面对巨大的社会压力以及经济损失。因此其控制系统的稳定时刻影响着机械生产的稳定。尽管通过减少运转部分设备的工作量以及定期的设备维护，可以延长提升机械的使用寿命，但优化提升机电气控制系统更能长久的提高设备安全生产的质量，因此研究系统更加受到各界人士的关注[5]。