力矩電機控制系統(tǒng)優(yōu)化設計與實現(xiàn)

針對給定的力矩電機控制裝置，設計并實現(xiàn)控制器，使系統(tǒng)穩(wěn)定控制，并滿足系統(tǒng)指標要求。
受控裝置結構圖如圖1、圖2所示。

                  圖1  受控裝置結構圖側面

圖2  受控裝置結構圖正面
控制電機參數(shù)如表1所示。
表1  直流力矩電機型號及組裝式外形及安裝尺寸：SYL-0.5

型 號	峰值堵轉轉矩 （N.m）	峰值堵轉電流（A）	峰值堵轉電壓（V）	空載轉速(r/min)	靜摩擦力矩（N.m）	峰值堵轉控制功率（W）		轉矩波動系數(shù)(﹪)	質量 (kg)
SYL-0.5	0.049-5﹪	0.65	約20	約1300	≤0.0098		15	10	0.35

 

參考驅動芯片為  LM298；
位置檢測為增量式編碼器，參考型號：E40S6-600-3-3-5
按照給定要求設計并實現(xiàn)控制器，使系統(tǒng)達到要求。
一、 要求
1、 基本要求
（1） 功能要求：設計并實現(xiàn)一個單片機控制器、編碼器數(shù)據(jù)處理電路和驅動電路，保證在額定負載下實現(xiàn)以下功能。
a． 有電信號（信號發(fā)生器）輸入接口，使電機在0-5hz，±90度內可調。
b． 對電機轉角采集的數(shù)據(jù)進行計算處理，并在計算機上顯示處理結果
（2） 性能要求：
設輸入信號為現(xiàn)場指定。
 (3)采集動態(tài)數(shù)據(jù)，在計算機上正確地給出。
（4）提供詳細的設計材料。
（5）外觀和成本作為評分參考依據(jù)（在其他分數(shù)一樣情況下進行比較）。
2、發(fā)揮部分
綜合考慮參數(shù)優(yōu)化分配、非線性補償，給出建模、仿真和分析的報告。
二、 說明
1、 受控裝置由組委會提供。
2、 參賽小組設計并制作單片機控制器、驅動電路、編碼器數(shù)據(jù)處理電路，與受控裝置對接后，保證系統(tǒng)正常工作。
3、 進行動態(tài)數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)在計算機上進行分析和顯示。
4、 單片機和其它電路自由選型，但要綜合考慮性能和成本。
5、 制作工藝較好，指電路制作質量和外觀。
三、 評分標準

項目
設計 報告	報告要點	主要內容	滿分
	理論分析與計算	系統(tǒng)設計；控制器設計	20
	電路設計	原理圖及說明	10
	試驗設計及結果分析	科學完整	10
	規(guī)范性	摘要及設計報告規(guī)范	10
	總計		50
基本 要求	功能和技術指標	功能滿足要求。	25
		系統(tǒng)優(yōu)化。	25
	總計		50
發(fā)揮部分	綜合設計報告	排序	20
總分=設計報告分數(shù)+ A+ B+ E   A、B、E見如下說明

 
各項計分方法：
總分=設計報告分數(shù)+功能分數(shù)A+性能分數(shù)B +發(fā)揮部分分數(shù)E
A=25-5*（本隊功能實現(xiàn)排序-1）/（參賽隊數(shù)-1）
B=25-5*（本隊系統(tǒng)優(yōu)化J排序-1）/（參賽隊數(shù)-1）
E=20-4*（本隊發(fā)揮部分排序-1）/（參賽隊數(shù)-1）
如果只有一個隊參賽，評出客觀分。