精品基于單片機控制自動配料系統(tǒng)設計論文

I 摘 要 皮帶配料系統(tǒng) 是一種連續(xù)累計自動 控制系統(tǒng) ，廣泛用在煤炭、化工、冶金、建材、食品等關系國計民生的各個行業(yè)， 配料系統(tǒng) 可對物料的配比實現(xiàn)累計量控制，而準確的累計量控制可提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高勞動效率。 首先介紹了 配料系統(tǒng) 控制器的國內(nèi)外發(fā)展狀況，接著對 配料系統(tǒng) 的組成結(jié)構、工作原理作了介紹。然后根據(jù) 配料系統(tǒng) 流量控制的設計要求，設計了以片機為主控芯片的 配料系統(tǒng) 控制器。 論文分析了系統(tǒng)工作原理和提高調(diào)速性能的方法，研究了 收、保護控制等關鍵技術 。在單片機控制方面，討論 了數(shù)字觸發(fā)、數(shù)字測速、數(shù)字 制器、轉(zhuǎn)速與電流控制器的原理 ,并給出了軟、硬件實現(xiàn)方案。 系統(tǒng)中使用了光電碼盤對直流電機的轉(zhuǎn)速進行測量，用電流互感器對直流電機的電流進行檢測，經(jīng)過濾波電路后，將測量值送到 A/D 轉(zhuǎn)換器，并且最終作為反饋值輸入到單片機進行 而實現(xiàn)了對直流電機速度和電流的控制。通過實時測試與調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速和電流，此調(diào)速系統(tǒng)可獲得快速、精確的調(diào)速效果。 關鍵詞 直流不可逆調(diào)速 數(shù)字控制器 is a It a in to s of is by of of of an to of at of to of a a as of of on of so In of it of WM or to is in to of is , is in in a PI By s C 錄 摘 要 . I . 錄 . . 1 章 緒 論 . 1 言 . 1 究皮帶配料系統(tǒng)的意義 . 1 料系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 . 3 料系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 . 4 第 2 章 配料自動控制系統(tǒng)設計 . 6 料自動控制系統(tǒng)可控直流源的選擇 . 6 料自動控制系統(tǒng)可控直流源的方案比較 . 6 料自動控制系統(tǒng)可控直流源的方案確定 . 8 流調(diào)速系統(tǒng) . 8 . 9 . 10 料系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)方案 . 10 料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的整體方案設計 . 12 料系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)設計 . 13 料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)性能及技術要求 . 13 流電機相關參數(shù)的計算 . 14 閉環(huán)穩(wěn)態(tài)工作時靜特性 . 16 流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計 . 17 第 3 章 配料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)硬件電路設計 . 22 . 22 感器選擇 . 22 V . 23 . 24 （ . I . . . 錯誤 !未定義書簽。 . 1 . 1 he of . 1 he of in . 3 he of . 4 of . 6 he of C . 6 of C . 6 he of . 8 C s . 8 he of WM . 9 of WM . 10 he of . 10 he of of 12 C . 13 . 13 he of of C . 14 he of . 16 he of CR . 17 of . 22 . 22 he of . 22 to . 23 . 24 ，使皮帶傳輸?shù)奈锪习凑找欢ū壤齾㈦s在一起，在工業(yè)和農(nóng)業(yè)上有很大的用處。 隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)、快速增長， 實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化、快速化 已經(jīng)成為與人們生活息息相關的一個環(huán)節(jié)。 近年來，隨著電子技術、傳感器技術、計算機技術以及智能控制理論的飛 速發(fā)展， 配料自動控制 技術也經(jīng)歷了劃時代的發(fā)展。傳統(tǒng)的 手動控制物料配比 不僅 會導致配料 誤差大，而且 配料控制過程持續(xù)的 時間長 ，耗費的人力資源比較大 。隨著工業(yè)化的發(fā)展，手 動配料 迅速發(fā)展成現(xiàn)在的可連續(xù)自動進行，不需要人工干預就可以完成的自動 配料 操作，而且誤差小、操作方便、配料控制 時間也大為縮短，還降低了對能源和材料的消耗。 配料系統(tǒng)自動控制 裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的儀表，而且作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個組成部分，更加推進了工業(yè)生產(chǎn)的自動化和管理的現(xiàn)代化。 皮帶配料系統(tǒng) 作為一種動態(tài)衡器，已經(jīng)廣泛用于工礦企業(yè)、交通運 輸、冶金、化工、建材等國民經(jīng)濟各個領域的配料中，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。能否準確配料已經(jīng)成為影響人們生產(chǎn)生活的一個重要因素，但是我國現(xiàn)有的這方面的產(chǎn)品少且設備功能不齊全 、精度不高、工作不穩(wěn)定 。因此，改善現(xiàn)有配料裝置，開發(fā)更精確、更方便的 配料系統(tǒng) 控制器勢在必行。 究皮帶配料系統(tǒng)的意義 皮帶配料系統(tǒng) 簡稱為 配料系統(tǒng) ，它與 皮帶傳輸系統(tǒng) 的設計原理和組成結(jié)構基本相同，不同的是， 配料系統(tǒng) 在 皮帶傳輸系統(tǒng) 的基礎上又增加了 “配料 ” 2 這一功能。 它廣泛用于煤炭、化工、食品加工、建材等行業(yè)的物料配比當中，其配料的準確與否直 接影響著國民生產(chǎn)的各個部門。 配料系統(tǒng) 的使用可以提高各個部門的自動化水平和各個生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性，降低工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率 和產(chǎn)品質(zhì)量，從而擴大公司的效益 。 在煤炭行業(yè)， 配料系統(tǒng) 用于定量供煤，能否準確配料直接決定配煤質(zhì)量。在化工行業(yè)， 配料系統(tǒng) 用于多種原材料的定量配比，它可以起到減員增效，節(jié)約成本，減少誤差，從而創(chuàng)造更大的利潤。在食品加工行業(yè)， 配料系統(tǒng) 的使用代替了大量的手工勞動，提高了勞動生產(chǎn)效率，使得食品加工更方便、快捷。在建材行業(yè)，沙子、粘土、水泥、石灰、石子等物料的混合需要用 配料系統(tǒng) 對其進行定量配比。由 此可見， 配料系統(tǒng) 的應用非常廣泛。 目前，配料控制系統(tǒng)己廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會生活的各個領域。隨著科學技術的不斷發(fā)展，配料控制系統(tǒng)也隨之不斷改進。在很多生產(chǎn)工藝過程中，人們除了要求衡器能準確地進行稱量，滿足產(chǎn)品質(zhì)量的需要外，還要求稱重過程能大幅度提高生產(chǎn)效率。尤其是冶金、煤炭、化工、水泥等行業(yè)中，常需要對散料進行皮帶輸送過程中的動態(tài)連續(xù)稱量，而且還要對輸送中的流量進行調(diào)節(jié)、控制、達到準確的配比。配料質(zhì)量控制的優(yōu)劣直接關系著企業(yè)生產(chǎn)能否順利進行。如果配制的質(zhì)量達不到要求，輕則造成原料、能源的浪費，重則影響產(chǎn) 品的質(zhì)量和生產(chǎn)率川，并且有些重要生產(chǎn)崗位的配料失誤甚至會給整個生產(chǎn)釀成事故。因此，配料精度的高低和配料速度的快慢制約著整個生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，因此應對配料過程的質(zhì)量和產(chǎn)量控制給予足夠重視。 隨著我國工業(yè)自動化程度的提高， 配料系統(tǒng) 將在現(xiàn)在和未來的市場需求中占據(jù)相當大的比例。 皮帶配料系統(tǒng) 作為一種新興的高新技術產(chǎn)業(yè)而越來越受到世界各國的普遍關注。在西方發(fā)達國家， 配料系統(tǒng) 的生產(chǎn)技術已經(jīng)相對完善；而在中國，由于先前的技術水平落后，這使得積極開發(fā)研制更加精確、方便、可靠、功能更強大的 配料系統(tǒng) 控制器具有重要意義。而且， 中國地大物博、資源豐富，各項工業(yè)生產(chǎn)正在以不可阻擋的勢頭向前發(fā)展。可以看到， 3 中國廣大的市場為 配料系統(tǒng) 的發(fā)展提供了廣闊的前景。 另一方面，我國目前的主要矛盾是落后的生產(chǎn)力滿足不了人民日益增長的物質(zhì)文化需要。在物質(zhì)方面，我們需要又快又好的生產(chǎn)出我們所需要的物質(zhì)產(chǎn)品，所以我們要進行生產(chǎn)自動化，實現(xiàn)生產(chǎn)的快速性與精確性。 綜上所述，我們可以看到配料自動控制系統(tǒng)的研究設計對我國經(jīng)濟發(fā)展有著很重要的意義，精確的配料技術不僅可以擴大生產(chǎn)量，還可以是生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有很高的質(zhì)量和性能，經(jīng)得起市場的考驗，使我們的產(chǎn)品在世界經(jīng)濟 市場上更具有競爭力。 料系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)最新 配料系統(tǒng) 國家標準的規(guī)定， 皮帶配料系統(tǒng) 是一種連續(xù)累計自動衡器。衡器是利用作用于物體上的重力來確定該物體質(zhì)量的計量儀器，按其操作方式可分為：自動衡器和非自動衡器。所謂自動衡器就是指在稱量過程中無需操作者干預便能按預定的處理程序自動稱量的衡器。其中，連續(xù)累計自動衡器是無需對質(zhì)量細分就可對皮帶上散裝物料進行連續(xù)稱量的自動衡器。 皮帶配料系統(tǒng) 就是在皮帶輸送物料的過程中同時對物料進行連續(xù)累計稱量的一種自動衡器。 配料系統(tǒng) 起源于 19 世紀末，工業(yè)革命以來，各 項新技術突飛猛進的發(fā)展，隨著 皮帶傳輸系統(tǒng) 的出現(xiàn)， 配料系統(tǒng) 也應運而來。最早的 皮帶傳輸系統(tǒng)稱重原理來自于斗式輸送機對散狀物料連續(xù)自動稱量的裝置。第二次世界大戰(zhàn)之后，隨著傳感器技術、電子技術的迅猛發(fā)展， 配料系統(tǒng) 的發(fā)展也是突飛猛進。 配料系統(tǒng) 的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下四個階段： 第一階段是上世紀五、六十年代的純機械式 配料系統(tǒng) ，普遍采用機械式、光電式掃描或增量式編碼器等，這一階段的 配料系統(tǒng) 僅具有識別計數(shù)和啟動功能。 第二階段是六、七十年代的傳感器電子儀表 配料系統(tǒng) ，隨著模擬電路和 4 數(shù)字電路的飛速發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了各種小型化的配料 電動儀表?？捎脙x表來實現(xiàn)平衡、識別和累計計算等功能。 第三、第四階段是 20 世紀七十年代末的微機智能化的 配料系統(tǒng) 。計算機首次被引入電子 配料系統(tǒng) ，大大提高了它的集成度。此時的 配料系統(tǒng) 累計量運算采用累加法代替了積分法。 第一、二階段的 配料系統(tǒng) 只能進行簡單的測量、累計計算，而且準確度不高，對系統(tǒng)運行過程中的變化不可控制，因此其計量過程準確度低，動態(tài)性能差，缺乏穩(wěn)定性。而第三、四階段的 配料系統(tǒng) 控制器集合了微機技術、現(xiàn)代計量技術、通訊技術、網(wǎng)絡技術、工業(yè)控制等技術，不僅增強了計量的準確性，而且對其在計量過程中出現(xiàn)的問題 能夠?qū)崟r監(jiān)測和控制，同時，儀表的顯示、報警、調(diào)零等功能的自動控制也越來越完善。而通訊技術的發(fā)展更是增強了儀表的遠程維護診斷與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?在自動配料系統(tǒng)的研發(fā)與設計方面，歐美發(fā)達國家的起步較早，而當時的中國在清政府的統(tǒng)治下，采取閉關鎖國的外交政策，使得我國沒有及時的引進這些先進技術。鴉片戰(zhàn)爭以后，我國一些先進知識分子開始意識到西方科學技術的強大，漸漸摘掉了夜郎自大的眼睛，放眼看世界，開始在西方列強的壓迫下摸索前進。 新中國成立后，政府高度重視科學技術的發(fā)展。我國的科學技術突飛猛進，不斷地克服技術上的難題 。其中配料控制系統(tǒng)作為一個在各個生產(chǎn)領域方面都有其重要作用關鍵環(huán)節(jié)更是取得了很大成就。 料系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 近年來，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，對原有配料系統(tǒng)進行技術方面改進已經(jīng)成為必然的趨勢，提出了通過數(shù)據(jù)采集、自動控制、遠程監(jiān)視、報警、運行管理、變頻調(diào)速等多方面的技術改進方法。在生產(chǎn)任務繁重的時候，要求系統(tǒng)能夠加快生產(chǎn)速度，集中控制電機的啟動、瀏覽生產(chǎn)工業(yè)流程圖、作出事故報警響應、調(diào)節(jié)電機運行速度等功能，實現(xiàn)所需功能的集中控制，這 5 就要求系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程控制功能，并且實時對現(xiàn)場設備進行監(jiān)控。 第一， 大規(guī)模集成芯片的產(chǎn)生和廣泛應用使得穩(wěn)定安全的控制系統(tǒng)得到了基本的保證，但是在一些嚴酷的環(huán)境下，系統(tǒng)故障還是時常發(fā)生，導致我們生產(chǎn)出來的產(chǎn)品會因為外界擾動配料失調(diào)而不合格，所以系統(tǒng)在惡劣環(huán)境的抗干擾能力有待提高。 第二，在工業(yè)生產(chǎn)當中尤其是化學工藝中，對物料的配料精度有著極高的要求，一般的配料自動控制系統(tǒng)很難滿足要求，需要開發(fā)高精度高靈敏度的設備來實現(xiàn)這類一行業(yè)的生產(chǎn)自動化。對于這一點，我們除了在硬件方面采取一些措施，選擇性能較高的元器件：也可以在軟件編程上面下功夫。 第三，現(xiàn)代的工業(yè)自動化雖然給我們的生產(chǎn)生 活帶來了極大的便利，但與此同時對環(huán)境也產(chǎn)生了不良影響，我們需要在生產(chǎn)過程中采用一些手段使得我們的生產(chǎn)更環(huán)保、更節(jié)能，認真貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。 通過以上的分析，可以看到配料自動控制系統(tǒng)還要經(jīng)過一些完善，具有很深刻的研究意義。 6 第 2 章 配料自動控制系統(tǒng)設計 料自動控制系統(tǒng)可控直流源的選擇 直流調(diào)速的主要方法是變壓調(diào)速：即通過改變直流電機的電樞電壓來實現(xiàn)調(diào)速的目的。 調(diào)節(jié)電樞電壓常用的可控直流源有三種 1： 1、 旋轉(zhuǎn)變流機組； 2、 靜止式可控整流器； 3、 直流斬波器或脈寬調(diào)制 器。 旋轉(zhuǎn)變流機組是至少要包含兩臺與調(diào)速電機容量相當?shù)男D(zhuǎn)電機，還需要一臺勵磁發(fā)電機，設備多，體積龐大，費用高，不便于維護，運行噪聲大。早已經(jīng)被淘汰。這里主要對比后兩種方案。 料自動控制系統(tǒng)可控直流源的方案比較 方案一：靜止式可控整流器 1957 年，晶閘管問世，很快便生產(chǎn)出整套的晶閘管整流裝置，使變流技術發(fā)生了革命性的變化。 通過調(diào)節(jié)閥裝置的控制電壓可改變平均整流電壓而實現(xiàn)平滑調(diào)速。和旋轉(zhuǎn)變流機組及離子拖動變流裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟性和可靠性上都很大提高，而且在技術性能上也現(xiàn)實出較大的優(yōu)越性 2。 三相半波可控整流電路使用的晶閘管個數(shù)只是三相全控橋整流電路的一半，但它的性能不及三相全控橋整流電路。三相全控橋整流電路是目前應用最廣泛的整流電路，其輸出電壓波動小，適合直流電動機的負載，并且該電 7 路組成的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍廣（將近 50）。把該電路應用于本設計，能實現(xiàn)電動機連續(xù)、平滑地轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、電動機不可逆運行等技術要求。 但是 統(tǒng)在應用時還有很多的缺點 ： 1、 由于晶閘管的單向?qū)щ娦裕獙崿F(xiàn)四象限運行，必須采用正、反兩組全控橋整流電路； 2、 晶閘管對過電壓和過電流十分敏感，因此必須有可靠地保護電路和符合要求的散熱條件； 3、 當系統(tǒng)處于深調(diào)速狀態(tài)，晶閘管的導通角度很小，系統(tǒng)功率因數(shù)低，會產(chǎn)生很大的諧波電流，引起電網(wǎng)電壓的畸變。因此， 統(tǒng)必須添加無功補償和諧波濾波裝置。 方案二：直流斬波器 通過 式控制直流電機調(diào)速的方法。沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。 制技術就是以該結(jié)論為理論基礎，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相 等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進行調(diào)制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。 制的基本原理很早就已經(jīng)提出，但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約，在上世紀 80 年代以前一直未能實現(xiàn)。直到進入上世紀 80 年代，隨著全控型電力電子器件的出現(xiàn)和迅速發(fā)展， 制技術才真正得到應用。隨著電力電子技術、微電子技術和自動控制技術的發(fā)展以及各種新的理論方法，如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想的應用， 制技術獲得了空前的發(fā)展。到目前為止，已經(jīng)出現(xiàn)了多種 制技術 3。 制技術以其控制簡單、靈活和動態(tài)響應好的優(yōu)點而成為電力電子技術最廣泛應用的控制方式，也是人們研究的熱點。由于當今科學技術的發(fā)展已經(jīng)沒有了學科之間的界限，結(jié)合現(xiàn)代控制理論思想或?qū)崿F(xiàn)無諧振軟開關技術將會成為 制技術發(fā)展的主要方向之一。 8 料自動控制系統(tǒng)可控直流源的方案確定 統(tǒng)相對于 統(tǒng)有以下優(yōu)點 4： 1、 主電路簡單，需要用的電力電子器件少； 2、 開關頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱功率都很?。?3、 低速性能好，穩(wěn)態(tài)精度高，調(diào)速范圍寬； 4、 若與快速響應的 電機配合，系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應快，動態(tài)抗干擾能力強； 5、 電力電子器件導通損耗小，裝置效率高； 6、 直流電源采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。 由于本設計所要控制的電機要求響應速度快，基于以上優(yōu)點，所以系統(tǒng)就是利用脈寬調(diào)制器這種控制方式來改變電壓的占空比實現(xiàn)直流電機速度的控制。論文中采用了專門的芯片組成了 號的發(fā)生系統(tǒng)，然后通過控制直流電機電路中的 控制電機的轉(zhuǎn)速。利用旋轉(zhuǎn)編碼器測得電機速度，同時利用霍爾式電流傳感器取得到電流信號并將其轉(zhuǎn)化為合適的電壓信號，把電壓信號輸入給 A/D 轉(zhuǎn)換芯片再送 給給單片機，在內(nèi)部通過軟件編程進行運算，輸出控制量完成閉環(huán)控制，實現(xiàn)電機的自動調(diào)速控制。 流調(diào)速系統(tǒng) 路方案設計 本設計需要設計一個直流調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)皮帶傳輸系統(tǒng)所測得的物料重量來調(diào)節(jié)上一級傳輸皮帶的物料傳輸速率，即控制直流電機的轉(zhuǎn)速，從而達到控制皮帶傳輸系統(tǒng)上物料重量的目的。由于系統(tǒng)僅需要控制皮帶傳輸加減速，不需要實現(xiàn)電機反轉(zhuǎn)、四象限運行，固選擇有制動電流通路的不可逆 不可逆 換器 電樞平均端電壓為： 9 （ 2 = dU/壓的占空比，改變（ 10 ）即可調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，控制電機工作于電動、制動和停止運行。 換器控制方案選擇 采樣控制理論中有一個重要結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同 制技術就是以該結(jié)論為理論基礎，對半導體開 關器件的導通和關斷進行控制 ,使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形 可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率 5。 硬件調(diào)試法： 硬件調(diào)制法是為解決等面積法計算繁瑣的缺點而提出的，其原理就是把所希望的波形作為調(diào)制信號，把接受調(diào)制的信號作為載波，通過對載波的調(diào)制得到所期望的 形 調(diào)制信號波為正弦波時，所得到的就是 形 以用模擬電路構成三角波載波和正 弦調(diào)制波發(fā)生電路，用比較器來確定它們的交點 ,在交點時刻對開關器件的通斷進行控制，就可以生成 種模擬電路結(jié)構復雜，難以實現(xiàn)精確的控制 . 軟件生成法： 由于微機技術的發(fā)展使得用軟件生成 形變得比較容易，因此，軟件生成法也就應運而生 有兩種基本算法，即自然采樣法和規(guī)則采樣法 . 本設計利用軟件編程設置一些關鍵控制字，實現(xiàn)脈寬調(diào)制信號的輸出，達到控制的目的。 10 換器的數(shù)學模型 根據(jù) 換器工作原理和波形分析，可以看出 ，當控制電壓換器的輸出電壓 線性規(guī)律變化，但其響應會有延遲 6。因此，脈寬調(diào)制器和 換器合起來可以看成一個滯后環(huán)節(jié)，它的延時最大不超過一個開關周期 T。 脈寬調(diào)制器和 換器的傳遞函數(shù)可近似看成 1)( S 2 式中 為脈寬調(diào)制器和 換器的放大系數(shù)； 換器的輸出電壓； 置的延遲時間 料系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)方案 在本次設計中，電機調(diào)速系統(tǒng)采取閉環(huán)控制系統(tǒng)，有兩種方案可供選擇：單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)引入轉(zhuǎn)速負反饋，結(jié)構簡單，參數(shù)計算簡單，比較容易實現(xiàn)。如果設置 節(jié)器可以實現(xiàn)無靜差調(diào)速。 隨著調(diào)速系統(tǒng)的 不斷發(fā)展和應用，傳統(tǒng)的采用 節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)雖能實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)節(jié)，但不能滿足較快的動態(tài)響應的一般生產(chǎn)機械的調(diào)速要求。為了提高生產(chǎn)率，要求盡量縮短起動、制動、反轉(zhuǎn)過渡過程的時間，最好的辦法是在過渡過程中始終保持電流（即動態(tài)轉(zhuǎn)矩）為允許的最大值，使系統(tǒng)盡最大可能加速起動，達到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又讓電流立即降低，進入轉(zhuǎn)矩與負載相平衡的穩(wěn)態(tài)運行。要實現(xiàn)上述要求，其唯一的途徑就是采 11 用電流和轉(zhuǎn)速負反饋控制方法，即采用速度、電流雙閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)來實現(xiàn)。在電流控制回路中設置一個調(diào)節(jié)器，專門用于調(diào)節(jié)電流量，從而在調(diào)速系 統(tǒng)中設置了轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器，形成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速控制。雙閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)中采用了兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實現(xiàn)串級連接。 圖 2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理圖 7。 圖 2速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理圖 圖中兩個調(diào)節(jié)器 別為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器，二者串級連接，即把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。電流環(huán)在內(nèi)，稱之為內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外，稱之為外環(huán)。 兩個調(diào)節(jié)器輸出都帶有限幅， 就電機的最大電流；電流調(diào)節(jié)器 出限幅電壓 為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，兩個調(diào)節(jié)器都采用 節(jié)器，則有 R sW s K s R sW s K s 為了引出電流反饋，在電動機的動態(tài)框圖中必須把電樞電流 露出來。