《电力拖动自动控制系统》课程设计-PWM直流脉宽调速系统建模与仿真

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1、武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程计说明书学号：0120911350501课程设计题目PWM直流脉宽调速系统建模与仿真学院自动化专业电气工程及其自动化班级电气0905姓名指导教师2012年6月15日27武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：电气0905指导教师：工作单位：自动化学院题目:PWM直流脉宽调速系统建模与仿真初始条件：1．技术数据：PWM变流装置：Rrec=0.5Ω，Ks=44。负载电机额定数据：PN=8.5KW，UN=230V，IN=37A，nN=1450r/min，R

2、a=1.0Ω，Ifn=1.14A，GD2=2.96N.m2系统主电路：Tm=0.07s，Tl=0.005s2．技术指标稳态指标：无静差动态指标：电流超调量：δi≤5%，起动到额定转速时的超调量：δn≤8%，动态速降Δn≤10%，调速系统的过渡过程时间（调节时间）ts≤1s要求完成的主要任务:1．技术要求：(1)该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作(2)系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续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

3、式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图(2)根据双闭环直流调速系统原理图,分析转速调节器和电流调节器的作用(3)通过对调节器参数设计,得到转速和电流的仿真波形，并由仿真波形通过MATLAB来进行调节器的参数调节(4)绘制PWM直流脉宽调速系统的电气原理总图（要求计算机绘图）(5)整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书27武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程计说明书时间安排：课程设计时间为一周半，共分为三个阶段：（1）复习有关知识，查阅有关资料，确定设计方案。约占总时间的20%（2）根据技术指标及技术要求，完

4、成设计计算。约占总时间的40%（3）完成设计和文档整理。约占总时间的40%指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日27武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程计说明书摘要本文在介绍双闭环PWM直流调速系统原理基础上，根据系统的动、静态性能指标采用工程设计方法设计调节器参数，并运用Matlab的Simulink面向系统电气原理结构图的仿真方法，实现了转速电流双闭环PWM直流调速系统的建模与仿真。本文重点介绍了调速系统的建模和PWM发生器、直流电机模块等参数的设置，利用Matlab的Simulink仿真得到PWM直流可逆调

5、速系统转速和电流仿真波形，并由仿真波形通过Matlab来进行调节器的参数调节，验证了仿真模型及调节器参数设置的正确性。为实际应用中PWM直流脉宽调速系统的设计提供了理论基础和实现的平台，使得设计过程变得非常简单、快速！关键词：直流脉宽调制、双闭环、MATLAB27武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程计说明书目录PWM直流脉宽调速系统建模与仿真……………………………………………………………11概述……………………………………………………………………………………………12设计任务及要求……………………………………………………………

6、…………………22.1主要任务………………………………………………………………………………22.2设计要求………………………………………………………………………………23理论设计………………………………………………………………………………………33.1方案论证………………………………………………………………………………33.2系统模型的建立………………………………………………………………………53.2.1直流电机模型………………………………………………………………………53.2.2调速系统动态模型……………………………………………

7、……………………83.3调速系统性能分析……………………………………………………………………93.3.1静态性能和启动过程………………………………………………………………93.3.2动态性能……………………………………………………………………………113.3.3两个调节器的作用…………………………………………………………………123.4调节器设计……………………………………………………………………………123.4.1电流调节器的设计…………………………………………………………………133.4.1.1确定时间常数…………………………

8、…………………………………………143.4.1.2选择电流调节器的结构…………………………………………………………153.4.1.3选择电流调节器的参数…………………………………………………………153.4.1.4检验近似条件……………………………