龙门刨床双闭环直流控制系统仿真研究.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术NO．32014年3月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMar．2014文章编号：1001—2265(2014)03—0121—02DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．03．032龙门刨床双闭环直流控制系统仿真研究术聂晓华，余运俊，杨莉，魏萍，黄玉水(南昌大学信息工程学院，南昌330031)摘要：针对龙门刨床直流传动系统的控制要求，建立了转速电流双闭环直流调速系统，利用MAT．LAB／Simulink平台建立了双闭环直流调速系统的仿真模型

2、，并对闭环控制参数进行了计算。仿真结果验证了双闭环直流调速系统的可靠性、稳定性、调速性能和精度。关键词：龙门刨床；直流电动机；双闭环调速控制；Simulink仿真中图分类号：TH16；TG65；TM85文献标识码：ATheResearchonPlanerDoubleLoopDCControlSystemSimulationNIEXiao—hua，YUYun-jun，YANGLj，WEIPing，HUANGYu．shui(TheCommunicationandEngineeringCollege，NanchangUniversity，Nanchang330031

3、，China)Abstract：ThespeedofcurrentdoubleclosedloopDCspeedcontrolsystemisestablishedbythecontrolre-quirementsoftheplanerDCdrive．Adouble．1oopDCspeedcontrolsystemsimulationmodeliSestablishedbytheMATLAB／Simulinkplatform．Thedualloopcontrolparameterswerecalculated．Thereliability．stability．

4、speedperformanceandaccuracyofdouble—loopDCspeedcontrolsystemisverifiedbythesimula—tionresults．Keywords：planer，DCmotor，dualloopspeedcontrol，Simulinksimulation0引言大中型龙门刨床直流传动系统有以下的特殊要求：①调速范围大；②在运转过程中能连续变速，最好是无级变速；③刨削速度恒定，动态速度降落小及较高的快速性；④一般主传动要求具有恒功率变速特性与恒转矩变速特性。恒转矩调速是保持电动机励磁不图1直流他励电动机供

5、电原理图变，改变电动机的电枢电压实现无级变速，但是，只能假设电感足够大，那么经过三相桥式整流电路的在电枢电压的额定电压以下，使电机在额定转速下进电流连续，所以有该电路的动态电压方程为：行调速D-4]。d，．=R1d+LE(1)转速电流双闭环直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，所以长期以来，它电动机轴上的转矩方程为：一直占据垄断地位，在许多工业部门，如机床、轧钢、纺—=(2)织、造纸等需要高性能调速的场合得到广泛的应用。式中：，一包括空载在内的负载转矩；GD一电机折文献[1-4]讨论了龙门刨床全数字化控制系统工算到转动轴的转动惯量；程

6、实现和改造，目前未见文献对龙门刨床直流传动系额定励磁下的感应电动势和电磁转矩分别为：统进行Simulink仿真建模。本文针对龙门刨床直流传E=Cn(3)动系统的控制要求，建立转速电流双闭环直流调速系=Cm(4)统，利用MATLAB／Simulink平台建立双闭环直流调速式中，C为转矩系数，C：30／,nC；系统的仿真模型，并对闭环控制参数进行了计算，仿真令为电枢回路电磁时间常数(S)，Ti=L／R；结果验证了所提出控制方法的有效性。为电力拖动系统时间常数(S)，=l直流电动机数学模型GDR／375CC；额定励磁下的他励直流电机等效电路图，如图公式(1)经过整理

7、得到：1所示。(，d+警)(5)收稿日期：2013—07—20基金项目：江西省科技支撑计划项目(20123BBE50077)作者简介：聂晓华(1969一)，男，河北邢台人，南昌大学副教授，博士，研究方向为电气信息、电气工程及自动化等，(E—mail)niexiaoh@163．com。·122·组合机床与自动化Jjn-r技术第3期TradE(6)800A，转速1000r／min。一=面根据公式(3)计算C为：式中，为负载电流，Id=／CC=Ⅳ一INR。600—800x0．6假定各个初始量为零的情况下，对上述方程进行拉普拉斯变换，得到电压与电流之间的传递函数转矩常

8、数C：C0·117；一(7)u(s)一