电力拖动运动控制系统应用

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1、XXX学院自动化学院课程设计报告书组员专业与班级课程名称电力拖动自动控制系统课程代码设计题目电力拖动运动控制系统应用设计时间2015年01月12日至2015年01月18日课程设计目的课程设计以广泛应用的电力拖动自动化系统为典型，学习自动控制系统的原理、结构、元部件和系统静、动态特性的分析与设计，培养学生综合运用前面所学课程的知识，实际解决自动控制系统设计的能力。通过电力拖动自动控制系统的设计过程，掌握调速系统分析方法，学习系统设计、调试和观测方法。在调速系统的设计中，学生了解一般工程设计的要求和程序，培养

2、应用已学知识解决设计中遇到的问题的能力，使用设计手册、查阅资料的能力。提高学生在控制理论应用方面的实际能力和实践技能，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。巩固和加深对控制理论基本知识的理解，培养学生的创新能力，经过搜集资料，初步方案设计，系统组建，撰写设计报告的过程，使学生得到科学研究工作的初步训练。使之在宏观知识结构上更清晰，具体技术和特征上更过硬。为后续课程的学习、毕业设计乃至毕业后的工作打下一个良好的基础。设计任务、内容与要求1．设计题目（1）采用matlab仿真软件构建直流双闭环调速系统及

3、实现。2．设计内容（1）根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和调速系统的组成，画出系统组成的原理框图（2）调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（3）动态设计计算：根据要求，选择参数对系统进行动态校正，进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求（4）绘制调速系统的电气原理总图和进行仿真（5）整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书3．设计要求（根据题目学生自由组合每组不超过5人）（1）初步掌握控制系统的分析和设计的基本方法。包括设计任务，进行设计题目的方案论证。通过

4、调查研究、设计计算，方案确定，写出总结报告。（2）培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力。包括学会自己分析解决问题的方法，对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找答案。（3）通过严格的科学训练和工程设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并培养学生在实际工作中应具有的生产观点，经济观点和全局观点。设计环境或器材、原理与说明一.双闭环直流调速系统的介绍双闭环（转速环、电流环）直流调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能

5、力强的优点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。在单闭环系统中，只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的。但它只是在超过临界电流值以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制

6、电流的动态波形。带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动时的电流和转速波形如图1-（a）所示。当电流从最大值降低下来以后，电机转矩也随之减小，因而加速过程必然拖长。在实际工作中,我们希望在电机最大电流（转矩）受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过渡过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。这样的理想起动过程波形如图1-（b）所示，这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。这是在最

7、大电流（转矩）受限的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。IdLntIdOIdmIdLntIdOIdmIdcrnn(a)(b)(a)带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动过程(b)理想快速起动过程图1调速系统起动过程的电流和转速波形实际上，由于主电路电感的作用，电流不能突跳，为了实现在允许条件下最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值的恒流过程，按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么采用电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反馈，而不能让它和转

8、速负反馈同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不再靠电流负反馈发挥主作用，因此我们采用双闭环调速系统。这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用在不同的阶段。2.双闭环直流调速系统的组成为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级连接，如图2所示，即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晶闸管整流器的