力矩电机控制系统优化设计与实现

力矩电机控制系统优化设计与实现

针对给定的力矩电机控制装置，设计并实现控制器，使系统稳定控制，并满足系统指标要求。
受控装置结构图如图1、图2所示。

                  图1  受控装置结构图侧面

图2  受控装置结构图正面
控制电机参数如表1所示。
表1  直流力矩电机型号及组装式外形及安装尺寸：SYL-0.5

型 号	峰值堵转转矩 （N.m）	峰值堵转电流（A）	峰值堵转电压（V）	空载转速(r/min)	静摩擦力矩（N.m）	峰值堵转控制功率（W）		转矩波动系数(﹪)	质量 (kg)
SYL-0.5	0.049-5﹪	0.65	约20	约1300	≤0.0098		15	10	0.35

 

参考驱动芯片为  LM298；
位置检测为增量式编码器，参考型号：E40S6-600-3-3-5
按照给定要求设计并实现控制器，使系统达到要求。
一、 要求
1、 基本要求
（1） 功能要求：设计并实现一个单片机控制器、编码器数据处理电路和驱动电路，保证在额定负载下实现以下功能。
a． 有电信号（信号发生器）输入接口，使电机在0-5hz，±90度内可调。
b． 对电机转角采集的数据进行计算处理，并在计算机上显示处理结果
（2） 性能要求：
设输入信号为现场指定。
 (3)采集动态数据，在计算机上正确地给出。
（4）提供详细的设计材料。
（5）外观和成本作为评分参考依据（在其他分数一样情况下进行比较）。
2、发挥部分
综合考虑参数优化分配、非线性补偿，给出建模、仿真和分析的报告。
二、 说明
1、 受控装置由组委会提供。
2、 参赛小组设计并制作单片机控制器、驱动电路、编码器数据处理电路，与受控装置对接后，保证系统正常工作。
3、 进行动态数据采集，采集的数据在计算机上进行分析和显示。
4、 单片机和其它电路自由选型，但要综合考虑性能和成本。
5、 制作工艺较好，指电路制作质量和外观。
三、 评分标准

项目
设计 报告	报告要点	主要内容	满分
	理论分析与计算	系统设计；控制器设计	20
	电路设计	原理图及说明	10
	试验设计及结果分析	科学完整	10
	规范性	摘要及设计报告规范	10
	总计		50
基本 要求	功能和技术指标	功能满足要求。	25
		系统优化。	25
	总计		50
发挥部分	综合设计报告	排序	20
总分=设计报告分数+ A+ B+ E   A、B、E见如下说明

 
各项计分方法：
总分=设计报告分数+功能分数A+性能分数B +发挥部分分数E
A=25-5*（本队功能实现排序-1）/（参赛队数-1）
B=25-5*（本队系统优化J排序-1）/（参赛队数-1）
E=20-4*（本队发挥部分排序-1）/（参赛队数-1）
如果只有一个队参赛，评出客观分。