转速负反馈单闭环有差直流调速系统

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1、JIUJIANGUNIVERSITY电力电子技术课程设计题目转速负反馈单闭环有差直流调速系统院系电子工程学院专业自动化姓名王强年级电A113201(13)指导教师张波2014年6月摘要运动控制系统中应用最普遍的是自动调速系统。自动调速系统主要包括直流调速系统和交流调速系统。在高性能的拖动技术领域中，相当长时间内基本采用直流电力拖动系统。直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速，已满足工作机械的要求。从机械特性上看就是通过改变电动机的参数或外加电压等方法来改变电动机的机械特性，从而改变电动机机械特性和负载机械特性的的交点，使电动机的稳定运转速度发生变化。本文以直流

2、电动机为对象，对转速负反馈有差直流调速系统在单闭环控制下的情形，进行了深入的分析研究，并用计算机仿真工具MATLAB的Simulink工具箱对系统模型进行了仿真研究。关键词：直流电机调速；单闭环；MATLAB仿真I目录引言11设计任务及要求21.1设计任务21.2设计要求22设计方案论证33设计电路的原理分析43.1单闭环控制的直流调速系统的组成43.2转速单闭环直流电机调速系统的静态分析53.3反馈控制单闭环直流调速系统的动态分析73.4转速负反馈单闭环有差直流调速系统原理84转速负反馈单闭环有差直流调速系统的仿真模型94.1转速负反馈单闭环有差直流调速系统的建模9

3、4.2仿真模型使用模块提取的路径及其参数设置95转速负反馈单闭环有差直流调速系统的仿真及分析115.1转速负反馈单闭环有差直流调速系统的仿真115.2转速负反馈单闭环有差直流调速系统的仿真结果分析11结论12参考文献13-III-转速负反馈单闭环有差直流调速系统引言三十多年来，直流电机调速控制经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以三相整流桥等整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可

4、逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是

5、交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用。在单闭环调速系统中，电网电压扰动的作用点离被调量较远，调节作用受到多个环节的延滞，因此单闭环调速系统抵抗电压扰动的性能要差一些。本次设计由于对电动机的调速稳定性要求不高，所以使用单闭环调速系统。本课题以直流电动机为对象，第一部分为单闭环控制直流调速系统部分，研究单闭环(转速负反馈)有静差工作时系统的组成和动静特性并进行相关分析。第二部分为软件仿真部分，用MATLAB软件对系统性能进行仿真研究，对仿真结果分析、研究，验证控制方案的合理性。V转速负反馈单闭环有差直流调速系统1设计任务及要求1.1设计任

6、务本设计转速负反馈单闭环有差直流调速系统是由六脉冲发生器、三相桥式整流装置和直流电动机组成。通过调节六脉冲发生器，可以给三相桥式整流装置提供六脉冲信号，三相桥式整流装置给直流电动机提供电源，偏差信号给电动机提供转速1000r/min要求，可以对直流电动机的转速进行控制，通过仿真可以观察到电机转速稳定于给定的转速大小。1.2设计要求任何一台需要控制调速的设备，其生产工艺对调速性能都有一定的要求。例如，最高转速与最低转速之间的范围，是有级调速还是无级调速，再稳态运行时允许转速波动的大小，从正转运行变到反转运行的时间间隔，突加或突减负载时允许的转速波动，运行停止时要求的定位

7、精度等等。归纳起来，对于调速系统转速控制的要求有以下三个方面：（1）调速。在一定的最高转速和最低转速范围内，分档地(有级)或平滑地(无级)调节转速。（2）稳速。以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的速度波动，以确保产品质量。（3）加、减速。频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快，以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起、制动尽量平稳。为了进行定量的分析，可以针对前两项要求定义两个调速指标，叫做“调速范围”和“静差率”。这两个指标合称调速系统的稳态性能指标。（1）调速范围生产机械要求电动机提供的最高转速n和最低转速n之比叫调