直流双环系统的设计及仿真分析课程设计

《直流双环系统的设计及仿真分析课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书学号：04课程设计题目直流双闭环系统的设计及仿真分析学院自动化学院专业自动化专业班级自动化1005班姓名柳元辉指导教师刘芙蓉武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书2014年1月10日武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化1005班指导教师：工作单位：自动化学院题目:直流双环系统（一）的设计及仿真分析（四）初始条件：已知电动机参数：电动势系数电枢回路总电阻触发整流环节的放大倍数电磁时间常数机电时间常数电流与转速反馈滤波时间常数；额定转速时的给定电压调节器ＡＳＲ，ＡＣＲ饱和输出

2、电压。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）试设计该转速、电流双闭环V-M调速系统（由三相半波相控变流装置供电），要求系统的调速范围D=10，稳态转速无差，电流超调量，空载启动到额定转速时的转速超调量。画出系统结构框图并计算：(1)电流反馈系数β（启动电流限制在３３９Ａ以内）和转速反馈系数α；(2)设计电流调节器，计算电阻和电容的数值（取）；(3)设计转速调节器，计算电阻和电容的数值（取）；(4)让电机带载（，风机泵类负载）启动到额定转速，观察并录下电机的转速、电流等的波形，并进行分析。时间安排：2013.12.25布置

3、课程设计题目2013.12.26-2013.12.29完成课程设计2013.12．30–2014.1.3撰写课程设计报告2014.1.6答辩并上交报告指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书目录摘要11直流双闭环调速系统的组成21.1直流双闭环调速系统原理图21.2直流双闭环调速系统稳态结构图21.3直流双闭环调速系统动态数学模型32直流双闭环调速系统的设计42.1调节器的工程设计方法42.1.1典型I系统42.1.2典型II型系统52.2控制对象的工程近似处理方法62.3按工程设计方法设计直流双闭环系统的调

4、节器72.3.1电流调节器的设计72.3.2转速调节器的设计113直流双闭环系统的仿真153.1电流环的仿真153.2转速环的系统仿真163.3波形分析18心得体会19参考文献20武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书摘要直流电动机具有良好的启动、制动性能，宜于在宽范围内平滑调速在许多需要调速和快速正反转的电力拖动领域中得到了广泛的应用。对于经常正、反转运行的调速系统，如龙门刨床、可逆轧钢机等，缩短起、制动过程的时间是提高生产效率的重要因素。为此，在起动或制动过渡过程中，希望始终保持电流为允许最大值，使调速系统以最大加减速运行。当到达稳态转速时，最好是电流立

5、即降下来，使电磁转矩与负载转矩相平衡，从而迅速转入稳态运行。实际上，由于主电路电感的作用，电流不可能突变，为了实现在允许条件下的最快起、制动，关键是要获得一段使得电流保持为最大值的恒流过程。采用电流负反馈能够得到近似的恒流过程，并且要做到在起动过程只有电流负反馈，在达到稳态转速时又只要转速负反馈，不再让电流负反馈发挥作用。为了使转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别引入转速负反馈和电流负反馈以调节转速和电流，二者间实行串级连接，转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。电流环在内环，转速换在外环

6、，形成转速、电流反馈控制直流调速系统。为获得良好的静、动态性能，转速和电流调节器一般都采用PI调节器。用工程设计方法来设计转速、电流反馈控制直流调速系统的原则是先内环后外环。步骤是：先从电流环开始，对其进行必要的变换和近似处理，然后根据电流环的控制要求确定把它校正为哪一类型的典型系统，再按照控制对象确定电流调节器的类型，最后按动态性能指标要求确定电流调节器的参数。电流环设计完成以后，把电流环等效成转速环的一个环节，再用同样的方法设计转速环。工程设计是在一定的近似条件下得到的，如果用MATLAB仿真软件SIMULINK进行仿真，可以根据仿真结果对设计参数进行必要的

7、修正和调整。关键词：转速调节器、电流调节器、工程设计、MATLAB仿真20武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书直流双闭环系统的设计及仿真分析1直流双闭环调速系统的组成1.1直流双闭环调速系统原理图在系统中设置两个调节器，分别引入转速负反馈和电流负反馈以调节转速和电流，二者间实行串级连接，转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。电流环在内环，转速换在外环，形成转速、电流反馈控制直流调速系统。为获得良好的静、动态性能，转速和电流调节器一般都采用PI调节器。直流双闭环系统原理图如图1-1所示。图1-1直流双闭环调速系

8、统原理图ASR——转速调