毕业设计论文-双闭环调速系统设计.docx

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1、武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书摘要转速、电流双闭环调速系统是性能很好，应用最广的调速系统，采用转速、电流双闭环调速系统可获得优良的静、动态调速特性。转速、电流双闭环调速系统的控制规律性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础，所以掌握双闭环调速系统对于电力拖动控制系统的学习有很重要的作用。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环，这样形成了转速、电流反馈控制直流调速系统。而合理地选择电流调节器和转速调节器的结构和参数则是为了使系统更好的

2、满足生产工艺所要求的性能指标。本次课设的目的就是利用matlab进行双闭环调速系统的仿真计算。关键词：双闭环调速电流调节器转速调节器仿真II武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书目录摘要Ⅰ双闭环调速系统设计及变负载扰动转速环突然断线matlab仿真11设计任务与分析11.1设计任务：11.2任务分析：12设计原理32.1双闭环系统简介32.1.1转速、电流反馈控制直流调速系统的组成32.1.2双闭环系统稳态结构图32.1.3双闭环系统动态结构图32.1.4转速调节环作用42.1.5电流

3、调节环作用42.1.6双闭环调速系统原理图42.2双闭环调速系统调节器的工程设计方法52.3典型系统结构62.3.1典型Ⅰ型系统62.3.2典型Ⅱ型系统83.系统调节器设计123.1电流环设计123.1.1电流环结构设计123.1.2电流环参数设计133.2转速环设计153.2.1转速环结构设计153.2.2转速环参数设计174.Matlab仿真194.1有ACR限幅值时的变负载扰动转速环突然断线仿真及结果分析194.2无ACR限幅值时的变负载扰动转速环突然断线仿真及结果分析215.小结236.

4、参考文献24II武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书双闭环调速系统设计及变负载扰动转速环突然断线matlab仿真1设计任务与分析1.1设计任务：不可逆的生产设备，采用双闭环调速系统，其整流装置采用三相半波整流电路，基本数据如下：直流电动机：=220V，=308A，=1000r/min，=0.196V·min/r；允许过载倍数=1.5,；时间常数：=0.012s=0.12s；晶闸管放大倍数：=35,主回路总电阻：R=0.18；额定转速时的给定电压=10V，调节器ASR，ACR饱和输出电

5、压=8V，设计要求稳态指标：稳态无静差，D=10动态指标：电流超调量5%，空载启动到额定转速时的转速超调量15%。调速系统设计的任务主要是合理地选择调节器的结构和参数，以使系统的性能指标满足生产工艺的要求，稳态参数的计算是调速系统设计的第一步，它决定了控制系统的基本组成，然后在通过动态设计使系统性能满足要求。采用Matlab对双闭环系统进行仿真，绘制直流调速系统稳定运行时转速环突然断线（1、有ACR限幅值，2、无ACR限幅值）仿真框图，仿真得出启动转速，启动电流，直流电压,ASR、ACR输出电压

6、的波形，并对结果进行分析。1.2任务分析：转速、电流双闭环调速系统是性能很好，应用最广的调速系统，采用转速、电流双闭环调速系统可获得优良的静、动态调速特性。转速、电流双闭环调速系统的控制规律性能特点和设计方法是各种交、电力拖动自动控制系统的重要基础，所以掌握双闭环调速系统对于电力拖动控制系统的学习有很重要的作用。本课程设计就要求结合给定的初始条件来完成直流双闭环调速系统的设计，其中包括绘制该调速系统的原理图，对调节器进行工程设计，选择调节器的参数等。要实现直25武汉理工大学《电力拖动与控制系统》

7、课程设计说明书流双闭环调速系统的设计需先对控制系统的组成及工作原理有一定深入的理解，弄清楚调速系统每个组成部分的作用，弄清楚转速环和电流环的工作原理，合理选择调节器的参数以便进行合理的工程设计。同时设计完成以后需要使用Matlab这款多功能软件对所设计的电路进行仿真，观察并计算输出的电流的超调量是否＜5%，因为任务要求带的是变负载，而且需要给出在速度环突然断线的情况下的仿真框图，需要仿真得出起动速度，启动电流，直流电压,ASR、ACR输出电压的波形。25武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计

8、说明书2设计原理2.1双闭环系统简介2.1.1转速、电流反馈控制直流调速系统的组成应该在起动过程中只有电流负反馈，没有转速负反馈，在达到稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不再让电流负反馈发挥作用。在系统中设置两个调节器，分别引入转速负反馈和电流负反馈以调节转速和电流。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。形成了转速、电流反馈控制直流调速系统（简称双闭环系统）。2.1.2双闭环系统稳态