自控系统课程设计 版本.ppt

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1、自动控制系统课程设计指导老师朱艺峰本组组长赵钧陶本组组员倪宁摆晓飞吴昊朱会然毕振旭班级组别自动化10-08班D组课程设计任务书《自动控制系统》课程是自动化专业的主要特色课程之一，通过课程设计使学生巩固所学的控制系统基本原理，培养学生综合运用所学知识和技能去分析和解决工程技术问题的能力，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。提高学生的综合计算及撰写科研报告的初步训练能力；理论联系实际和分析、解决问题的能力性质和目的课程设计的主要任务系统各环节的选型主要电气设备的计算和选择系统参数计算对设计好的系统进行仿真验证主要任务直

2、流他励电动机Ks=27Ton=0.01sα=0.007Vmin/rβ=0.77V/A磁极对数P=1ne=1500r/min过载倍数λ＝1.5功率Pe＝1.45KW励磁电压U=220V额定电流Ie=8A额定电压Ue=220V电枢绕组电阻Ra=3.7Ω滤波时间常数Toi=0.0031S主电路总电阻R＝7.4Ω速度给定最大值U*n=10V电流给定最大值Uim=8V电磁时间常数TL=0.033S机电时间常数Tm=0.26S设计参数系统总体方案的选择系统方案的实体设计系统各主要保护环节的设计系统的动态工程设计主要任务直流拖动系统系统总体设

3、计拖动方案的确定直流拖动系统系统总体设计晶闸管结构型式的确定正确选择晶闸管能够使晶闸管装置在保证可靠运行的前提下降低成本。选择晶闸管元件主要是选择它的额定电压和额定电流考虑到电网电压的波动和操作过电压等因素，还要放宽一定范围的安全系数由设计参数可知，本次设计采用单相全控桥电路进行整流，如下图所示图2-1单相全控桥直流拖动系统系统总体设计直流拖动系统系统总体设计控制方案的确定双闭环调速系统性能可靠，既保证了稳态后速度的稳定，同时也兼顾了启动时启动电流的动态过程。能够实现转速无静差调节，又能控制电流使系统在充分利用电机过载能力的条件

4、下获得最佳过渡过程。双闭环调速系统原理图如下图所示：图2-2双闭环调速系统原理图系统设计框图图2-3系统设计框图变流器主电路和保护环节设计整流变压器变流器主电路和保护环节设计整流变压器变流器主电路和保护环节设计主电路器件变流器主电路和保护环节设计过电压保护交流侧过电压保护图3-1单相交流侧过电压保护变流器主电路和保护环节设计过电压保护变流器主电路和保护环节设计过电压保护变流器主电路和保护环节设计过电流保护变流器主电路和保护环节设计过电流保护过电流保护图3-3与器件串联快速熔断器变流器主电路和保护环节设计平波电抗器变流器主电路和保

5、护环节设计平波电抗器那么，满足设计要求的平波电抗器LP=max(Lcr，Lm)-(La+Ll)=1150mH调速系统控制单元的确定和整定检测环节电流检测环节电流检测电路的主要作用是获得与主电路电流成正比的电流信号，经过滤波整流后，用于控制系统中。该电路主要由电流互感器构成，将电流互感器接于主电路中，在输出端即可获得与主电路电流成正比的电流信号，起到电气隔离的作用调速系统控制单元的确定和整定检测环节电流检测环节图4-1直流电流互感器串联线路调速系统控制单元的确定和整定检测环节电压检测环节电压检测环节是通过测速发电机将转速转化为电压

6、值，通过检测电压值就可以检测转速环节调速系统动态参数的工程设计双闭环调速系统动态结构图调速系统动态参数的工程设计电流调节器调速系统动态参数的工程设计电流调节器调速系统动态参数的工程设计电流调节器调速系统动态参数的工程设计电流调节器调速系统动态参数的工程设计转速调节器图5-2用等效环节代替电流环的转速环的动态结构图调速系统动态参数的工程设计转速调节器图5-3等效成单位负反馈系统和小惯性的近似处理的转速环结构框图调速系统动态参数的工程设计转速调节器调速系统动态参数的工程设计转速调节器调速系统动态参数的工程设计转速调节器调速系统动态参

7、数的工程设计转速调节器调速系统动态参数的工程设计转速调节器系统仿真系统仿真使用MTLAB对控制系统进行计算机仿真。常用的方法有两种，一种是以控制系统的传递函数为基础，使用MTLAB的Simulink工具箱对其进行计算机仿真研究，另外一种就是面向控制系统电气原理结构图，使用PowerSystem工具箱进行调速系统进行仿真系统仿真图6-1双闭环系统仿真模型图系统仿真图6-2直流电机转速仿真结果图系统仿真图6-3双闭环系统仿真模拟图系统仿真图6-4超调量较大的仿真结果系统仿真图6-5双闭环的启动和抗扰波形图谢谢!