直流晶闸管双闭环调速系统设计与仿真开题报告.doc

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1、合肥学院机械工程系毕业设计（论文）文件－－合肥学院机械工程系毕业设计(论文)开题报告题目直流电机晶闸管调速系统设计与分析专业机械设计制造及其自动化年级09机制3班姓名杨先学号指导教师夏小虎职称副教授2013年3月15日本课题的目的意义（研究性课题应阐明国内外研究概况）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，以晶闸管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。同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大

2、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。现代化的工业生产过程中，几乎无处不使用电力传动装置，尤其是在石油、化工、电力、冶金、轻工、核能等工业生产中对电动机的控制更是起着举足轻重的作用。因此调速系统成为当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一种系统。随着生产工艺、产品质量要求不断提高和产量的增长，使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速。当前控制系统已进入了计算机时代，在许

3、多领域已实现了智能化控制。对传统的过程工业而言，利用先进的自动化硬件及软件组成工业过程自动化调速系统，大大提高了生产过程的安全性、可靠性、稳定性。提高了产品产量和质量、提高了劳动生产率，企业的综合经济效益，同时，也大大促进了综合国力的增强。对可调速的传动系统，可分为直流调速和交流调速。直流调速系统凭借优良的调速特性，调速平滑、范围宽、精度高、过载能力大、动态性能好、易于控制以及良好的起、制动性能等优点，能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求，所以在电气传动中获得了广泛应用。为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控

4、制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。对调速指标要求不高的场合，采用单闭环系统，而对调速指标较高的则采用多闭环系统。按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈等。在单闭环系统中，转速单闭环使用较多。由于该系统的结构较复杂，控制器可调参数较多，所以整个系统的设计和校正比较困难，需要有一个功能全面、分析方便的仿真设计平台。自从MATLAB的Simulink推出以后，动态系统的仿真就变得非常容易了。因其含有极为丰富的专用于控制工程与系统分析的函数，具有强大的数学计算功能，且提供方便的图形绘制功能，只要在Simulink中画出系统的动

5、态结构图模型，编写极简单的程序，即可对该系统进行仿真，效率极高，环境友好，从而给系统的设计和校正带来很大的方便。Matlab在学术和许多实际领域都得到广泛应用，已成为国际控制界应用最广的语言和工具。本次设计是利用Matlab软件中的Simulink工具箱对直流电动机调速系统进行计算机辅助设计；对转速环进行时域和频域分析；对调速系统进行跟随性和抗扰性分析。并在给定系统各种参数的条件下，进行动态数字仿真，通过查看仿真波形和数据，既可获得参数整定的依据，又可验证本调速系统是否满足设计要求。通过这次设计，可以使我对自动控制及其仿真进行进一步的

6、学习，增强知识的整合度使相关知识融汇贯通，为以后的工作奠定一定的知识基础。本课题的主要内容、重点解决的问题,完成任务可能思路和方案。一、主要内容：ü说明晶闸管的整流技术和直流调速系统，V-M系统特性。ü研究单闭环(转速负反馈)系统静特性并进行相关分析。ü说明双闭环直流调速系统的机械特性，并进行相关设计分析。ü用MATLAB软件对系统性能进行仿真研究，对仿真结果分析、研究。二、主要任务：首先要对MATLAB软件的使用要充分的掌握，这是关乎本次论文撰写的先决条件，其次计出一个较完整的直流调速系统，了解单闭环与双闭环直流调速的原理和方法，比

7、较各种调速方法的特点与不足。对直流电动机的调速指标进行深入研究并整定出调节器的参数，同时要求对所设计的系统进行仿真（MATLAB），掌握系统仿真技术在控制领域的应用，并对仿真的结果进行分析。本课题欲达到的目的或预期研究的结果设计出一个较完整的直流调速系统，了解单闭环和双闭环直流调速的原理和方法，比较各种调速方法的特点与不足。对直流双闭环调速指标进行深入研究并整定出调节器的参数并进行设计，同时要求对所设计的系统进行仿真（MATLAB&Simulink），掌握系统仿真技术在控制领域的应用。计划进度时间工作内容备注2.25—3.20321—

8、4.234.24—5.301、查阅和收集相关资料；2、完成外文翻译；3、写开题报告；4、交毕业设计开题报告、实习报告；5、完成论文的总体说明，编写相关仿真程序；6、准备好中期答辩的资料；7、撰写毕业设计说明书；8、撰写相