力矩電機(jī)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

針對給定的力矩電機(jī)控制裝置，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)控制器，使系統(tǒng)穩(wěn)定控制，并滿足系統(tǒng)指標(biāo)要求。
受控裝置結(jié)構(gòu)圖如圖1、圖2所示。

                  圖1  受控裝置結(jié)構(gòu)圖側(cè)面

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

型 號	峰值堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 （N.m）	峰值堵轉(zhuǎn)電流（A）	峰值堵轉(zhuǎn)電壓（V）	空載轉(zhuǎn)速(r/min)	靜摩擦力矩（N.m）	峰值堵轉(zhuǎn)控制功率（W）		轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)(﹪)	質(zhì)量 (kg)
SYL-0.5	0.049-5﹪	0.65	約20	約1300	≤0.0098		15	10	0.35

 

參考驅(qū)動(dòng)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(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)控制器，使系統(tǒng)達(dá)到要求。
一、 要求
1、 基本要求
（1） 功能要求：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)單片機(jī)控制器、編碼器數(shù)據(jù)處理電路和驅(qū)動(dòng)電路，保證在額定負(fù)載下實(shí)現(xiàn)以下功能。
a． 有電信號（信號發(fā)生器）輸入接口，使電機(jī)在0-5hz，±90度內(nèi)可調(diào)。
b． 對電機(jī)轉(zhuǎn)角采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，并在計(jì)算機(jī)上顯示處理結(jié)果
（2） 性能要求：
設(shè)輸入信號為現(xiàn)場指定。
 (3)采集動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)上正確地給出。
（4）提供詳細(xì)的設(shè)計(jì)材料。
（5）外觀和成本作為評分參考依據(jù)（在其他分?jǐn)?shù)一樣情況下進(jìn)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(bǔ)償，給出建模、仿真和分析的報(bào)告。
二、 說明
1、 受控裝置由組委會(huì)提供。
2、 參賽小組設(shè)計(jì)并制作單片機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)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(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分析和顯示。
4、 單片機(jī)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(zhì)量和外觀。
三、 評分標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目
設(shè)計(jì) 報(bào)告	報(bào)告要點(diǎn)	主要內(nèi)容	滿分
	理論分析與計(jì)算	系統(tǒng)設(shè)計(jì)；控制器設(shè)計(jì)	20
	電路設(shè)計(jì)	原理圖及說明	10
	試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析	科學(xué)完整	10
	規(guī)范性	摘要及設(shè)計(jì)報(bào)告規(guī)范	10
	總計(jì)		50
基本 要求	功能和技術(shù)指標(biāo)	功能滿足要求。	25
		系統(tǒng)優(yōu)化。	25
	總計(jì)		50
發(fā)揮部分	綜合設(shè)計(jì)報(bào)告	排序	20
總分=設(shè)計(jì)報(bào)告分?jǐn)?shù)+ A+ B+ E   A、B、E見如下說明

 
各項(xiàng)計(jì)分方法：
總分=設(shè)計(jì)報(bào)告分?jǐn)?shù)+功能分?jǐn)?shù)A+性能分?jǐn)?shù)B +發(fā)揮部分分?jǐn)?shù)E
A=25-5*（本隊(duì)功能實(shí)現(xiàn)排序-1）/（參賽隊(duì)數(shù)-1）
B=25-5*（本隊(duì)系統(tǒng)優(yōu)化J排序-1）/（參賽隊(duì)數(shù)-1）
E=20-4*（本隊(duì)發(fā)揮部分排序-1）/（參賽隊(duì)數(shù)-1）
如果只有一個(gè)隊(duì)參賽，評出客觀分。