转速、电流双闭环直流调速系统地设计

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1、标准实用第六组课程设计任务书1.设计题目转速、电流双闭环直流调速系统的设计2.设计任务某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据为：直流电动机：电枢电路总电阻，电枢电路总电感168mH，电流允许过载倍数=1.5，折算到电动机轴的飞轮惯量。晶闸管整流装置放大倍数，滞后时间常数电流反馈系数=1.09()转速反馈系数=0.007滤波时间常数取；调节器输入电阻3.设计要求(1)稳态指标:无静差(2)动态指标:电流超调量；采用转速微分负反馈使转速超调量等于0。文案大全标准实用目录第六组课程设计任务书1目录2第一章双闭环直流调速系统的工作原理31.1双闭环直流调速系统的介绍31

2、.2双闭环直流调速系统的组成41.3双闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性61.4双闭环直流调速系统的数学模型81.4.1双闭环直流调速系统的动态数学模型81.4.2启动过程分析8第二章调节器的工程设计122.1调节器的设计原则122.2Ⅰ型系统与Ⅱ型系统的性能比较132.3电流调节器的设计132.3.1结构框图的化简和结构的选择142.3.2电流环的设计152.4转速调节器的设计182.4.1结构框图的化简和结构的选择182.4.2转速环的设计20第三章Simulink仿真233.1电流环的仿真设计233.2转速环的仿真设计233.3双闭环直流调速系统的仿真设计24总结27参考文献28文案

3、大全标准实用第一章双闭环直流调速系统的工作原理1.1双闭环直流调速系统的介绍目前，需要高性能可控电力拖动的领域都采用直流调速系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强的优点。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

4、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1-1（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。b)理想的快速起动过程IdLLntIdOIdma)带电流截止负反馈的单闭环调速系统图1-1直流调速系统起动过程的电流和转速波形IdLntIdOIdmIdcr文案大全标准实用在实际工作中，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

5、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1-1（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。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

6、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。1.2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，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触发装置。从闭环结构上看，电流调节环在里面，叫做内环；转速环在外面，叫做外环。这样就形成了转速、电流双闭环调速系统。该双闭环调速系统的两个调节器ASR和ACR一般都采用PI调节器。因为PI调节器作为校正装置既可以保证系统的稳态精度，使系统在稳态运行时得到无静差调速，又能提高系统的稳定性；作

7、为控制器时又能兼顾快速响应和消除静差两方面的要求。一般的调速系统要求以稳和准为主，采用PI调节器便能保证系统获得良好的静态和动态性能。文案大全标准实用TGnASRACRU*n+-UnUiU*i+-UcTAVM+-UdIdUPEL-MTG+图1-2.转速、电流双闭环直流调速系统结构ASR—转速调节器ACR—电流调节器TG—测速发电机TA—电流互感器UPE—电力电子变换器内环外环图1-3双闭环直流调速系统电路原理