直流电机双闭环调速系统--自动化专业毕业-ppt答辩用教学提纲.ppt

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1、直流电机双闭环调速系统--自动化专业毕业论文-PPT答辩用目录双闭环直流调速系统的设计3.直流电动机双闭环直流调速系统原理2.绪论1.双闭环直流调速系统的仿真与分析4.第一部分绪论本设计的调速方案本质上是改变电枢电压调速，该调速方法可以实现大范围平滑调速，是目前直流调速系统采用的主要调速方案。但其中的开环运行性能远远不能满足电动机在具体工作环境中的要求。由PI调节器控制的转速单闭环直流调速系统，就能够得到较好的稳定性和静差率。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的机械，并

2、不能充分按照理想指标来控制电流和转矩的动态过程。第二部分直流调速系统性能指标一、稳态性能指标（1）调速范围（2）静差率二、动态性能指标（1）上升时间（2）超调量与峰值时间（3）调节时间三、抗扰性能指标（1）动态降落（2）恢复时间直流电动机双闭环直流调速系统原理第二部分直流电动机双闭环直流调速系统原理图2双闭环直流调速系统稳态图（1）饱和——输出达到了限幅值。即当调节器饱和时，输出是恒定不变的，此时输出量不会受到输入量变化的影响。（2）不饱和——输出未达到限幅值。当调节器处于不饱和状态，由于PI的存在，

3、使得稳定状态下的输入偏差电压恒为零第二部分直流电动机双闭环直流调速系统原理图3双闭环直流调速系统动态结构图第三部分双闭环直流调速系统的设计工程设计设计要求及指标采用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，其基本数据为：直流电动机：=440V，=365A，=950r/min，=0.04,电枢电路总电阻R=0.0825,电枢电路总电感L=3.0mH,电流允许过载倍数=1.5，折算到电动机飞轮惯量GD2=20Nm2。晶闸管整流装置放大倍数=40，滞后时间常数=0.0017s电流反馈系数=0

4、.0274V/A(10V/1.5IN)转速反馈系数=0.0158Vmin/r(10V/)滤波时间常数取=0.002s，Ton=0.01s调节器输入电阻Ra=40k设计指标(1)稳态指标:无静差(2)动态指标:电流超调量5%；采用转速微分负反馈使转速超调量等于0。第三部分双闭环直流调速系统的设计电流环仿真模型第三部分双闭环直流调速系统的设计双闭环直流调速系统仿真模型第四部分双闭环直流调速系统的仿真与分析本次设计的仿真结果基本上符合起动要求，只是上升时间和超调量有差距，由系统阶跃响应主要由PI控制器进行调

5、节，本图所示的仿真是按照设计结果中设定的KT=0.5.图4电流环仿真结果第四部分双闭环直流调速系统的仿真与分析本次设计的仿真结果基本上符合起动要求，只是上升时间和超调量有差距，由系统阶跃响应主要由PI控制器进行调节，本图所示的仿真是按照设计结果中设定的KT=0.5.图5电流环无超调仿真结果若以KT=0.25的关系式按照典型I型系统的设计方法，则得到新的如图所示的仿真图。第四部分双闭环直流调速系统的仿真与分析本次设计的仿真结果基本上符合起动要求，只是上升时间和超调量有差距，由系统阶跃响应主要由PI控制器

6、进行调节，本图所示的仿真是按照设计结果中设定的KT=0.5.图5电流环超调量大仿真结果再按照KT=1,再次修改仿真模型中的PI调节器部分，同样得到左侧仿真图。第四部分双闭环直流调速系统的仿真与分析对比以上三幅仿真图可知，与KT=0.5的基本设定相比，当KT=0.25时，系统无超调但上升时间比第一幅图长，当KT=1时，系统超调变大，上升时间也有所缩短。究其原因，实则还是电流调节器系统受到电动机反电动势的影响，对于按照典型I系统设计的ACRPI调节器来说，当出现阶跃扰动时，能够实现无静差，而若出现斜坡扰动

7、时，则无法消除其所产生的系统静差。在电流恒升速阶段出现的扰动即电动机的反电动势，正是一个线性递增的斜坡扰动，因此，系统无法做到无静差。第四部分双闭环直流调速系统的仿真与分析本次设计的仿真结果基本上符合起动要求，只是上升时间和超调量有差距，由系统阶跃响应主要由PI控制器进行调节，本图所示的仿真是按照设计结果中设定的KT=0.5.给定输入为阶跃响应，从左图仿真结果可以看出，稳态时仿真系统的实际转速能够实现对给定转速的良好跟随，且稳态无静差。图6电流转速双闭环仿真结果15结论在本次设计中，通过对直流调速系统

8、中的开环直流调速系统和单闭环直流调速系统的简介和存在问题的剖析，引出双闭环直流调速系统的可行性和重要性。通过对双闭环直流调速系统原理的分析，得出本次设计的基本目标和采用的方法--工程设计法。在工程设计的过程中，通过对系统进行典型化处理，得到在本次设计中电流环典型I的PI调节器和转速环典型II型PI调节器，然后再根据给出的设计参数来计算出两个调节器的具体参数。最后就是校验设计结果能否满足要求。最后是在MATLAB矩阵设计中的SIMULIK环境下进行仿真。谢