基于双单片机的自动励磁装置

论文摘要

自动励磁控制装置是同步发电机励磁系统的重要组成部分,是电力系统中最重要的自动装置之一,它对于提高电力系统的稳定性并改善其动态品质具有非常重要的作用。本系统针对自动励磁装置的现状和特点,研制了基于双单片机的自动励磁装置。本文详细阐述了双单片机励磁装置的硬件具体构成及软件设计方法。本装置主要针对广西自治区内的糖厂等中小型企业以及私人企业。本课题设计的自动励磁装置价格低廉,软件的兼容性好,可以很快的更新换代。本装置采用ATMEL公司的mega16以及mega8型单片机作为采集和控制核心。如何正确、快速检测到电流、电压、频率等电参数的变化,是该作品的难点,也是关键点。本装置采用双单片机控制,两个单片机同时工作。mega16负责信号的采集、运算及控制;mega8专门负责触发模块的移相触发控制。通过该种相互配合的双单片机控制模式,可以提高系统的可靠性、减小由器件问题带来的误差、增强抗干扰性。双单片机控制是本系统的新颖之处。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 国内外励磁装置研究发展概况
• 1.3 励磁调节系统的主要任务和要求
• 1.3.1 电压控制
• 1.3.2 无功功率的分配
• 1.3.3 提高同步发电机并联运行的稳定性
• 1.4 本课题所作的主要工作
• 第二章 励磁控制系统的结构和设计方案
• 2.1 自动励磁调节装置的系统结构
• 2.2 励磁控制系统数学模型
• 2.3 励磁控制系统的设计方案
• 2.3.1 同步发电机的无功功率调节
• 2.3.2 同步发电机励磁控制系统
• 第三章 励磁装置的硬件设计
• 3.1 系统硬件总体框图
• 3.2 电参数采集及转换电路
• 3.2.1 电压、电流测量电路
• 3.2.2 频率测量电路
• 3.3 功率因数测算电路
• 3.3.1 功率因数测算
• 3.3.2 电压、电流超前滞后的判断
• 3.4 脉冲宽度调制输出PWM（D/A）
• 3.5 移相触发电路
• 3.5.1 同步信号的获取
• 3.5.2 晶闸管触发脉冲的形成
• 3.5.3 触发延时时间与电压的关系
• 3.6 双单片机控制系统
• 3.6.1 单片机之间的通信
• 3.6.2 差错控制
• 3.7 主电源电路
• 3.8 键盘及显示电路
• 3.8.1 键盘电路
• 3.8.2 显示电路
• 3.9 硬件抗干扰措施
• 第四章 励磁控制算法
• 4.1 PID控制器的基本原理
• 4.2 PID控制器的特点
• 4.3 数字PID控制算法
• 4.3.1 位置式PID控制算法
• 4.3.2 增量式PID控制算法
• 4.4 励磁调节器的PID算法
• 第五章 励磁装置的软件设计
• 5.1 数据采集和处理程序
• 5.2 移相触发控制的软件设计
• 5.3 单片机通讯子程序
• 5.4 PID算法子程序
• 5.5 软件抗干扰措施
• 第六章 总结
• 附图
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文与研究成果