电力拖动自动控制系统课程设计-直流调速系统设计及仿真和串级调速系统建模及仿真

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1、电气与电子信息工程学院《控制系统课程设计》课程设计报告名称：直流调速系统设计及仿真和串级调速系统建模及仿真　　　专业名称：　电气工程及其自动化班级：　　　学　　号：　　　　　姓名：指导教师：设计地点：37课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作部门：一、课程设计题目：直流调速系统设计及仿真和串级调速系统建模及仿真二、设计目的：《控制系统课程设计》是继“自动控制系统”课之后开设的实践性环节课程。由于它是一门理论深、综合性强的专业课，单是学习理论而不进行实践将不利于知识的接受及综合应用。本课程设计将起到从理论过渡到实践的桥梁作用,通过该环节

2、训练达到下述教学目的：1、通过课程设计，使学生进一步巩固、深化和扩充在交直流调速及相关课方面的基本知识、基本理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决问题的能力。2、通过课程设计，让学生独立完成一项直流或交流调速系统课题的基本设计工作，使学生熟悉设计过程，了解设计步骤，达到培养学生综合应用所学知识能力、培养学生实际查阅相关设计资料能力的目的、培养学生工程绘画和编写设计说明书的能力。3、通过课程设计，提高学生理论联系实际，综合分析和解决实际工程问题的能力。通过它使学生理论联系实际，以实际系统作为实例，对系统进行分析设计，掌握控制系统设计必须

3、遵循的原则、基本内容、设计程序、设计规范、设计步骤方法及系统调试步骤。通过设计培养学生严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风。培养学生的创新意识和创新精神，为今后走向工作岗位从事技术打下良好基础。三、课程设计内容（含技术指标）1．直流调速系统设计及仿真题目和设计要求：(1)电机数如下表：机架序号电动机型号Pn（KW）Un（V）In（A）nn（r/min）Ra（Ω）GDa2（Nm2）Ｐ极对数1Z2-914823020914500.358.021(2)技术数据１．电枢回路总电阻取Ｒ＝２Ｒa；总飞轮力矩：。２．其他参数可参阅教材中“双闭环调速系统调节

4、器的工程设计举例”的有关数据。３．要求：调速范围Ｄ＝10，静差率Ｓ５％：稳态无静差，电流超调量；启动到额定转速时的转速退饱和超调量。４．要求系统具有过流、过压、过载和缺相保护。５．要求触发脉冲有故障封锁能力。６．要求给拖动系统设置给定积分器。(3)设计的内容1.调速的方案选择（１）直流电动机的选择（根据上表按小组顺序选择电动机型号）37（１）电动机供电方案的选择（要求通过方案比较后，采用晶闸管三相全控整流器供电方案）；（２）系统的结构选择（要求通过方案比较后，采用转速电流双闭环系统结构）；（３）确定直流调速系统的总体结构框图。2.主电路的计算（

5、可参考“电力电子技术”中有关主电路技术的章节）（１）整流变压器计算，二次侧电压计算；一、二次侧电流的计算；容量的计算。（２）晶闸管元件的选择。晶闸管的额定电压、电流计算。（３）晶闸管保护环节的计算。a)交流侧过电压的保护；b)阻容保护、压敏电阻保护计算；c)直流侧过电压保护；d)晶闸管及整流二极管两端的过电压保护；e)过电流保护。f)交流侧快速熔断器的选择,与元件全连的快速熔断器的选择,直流侧快速熔断器的选择。（４）平波电抗器计算。３.触发电路的选择与校验触发电路种类多，可直接选用，电路中元器件参数可参照有关电路进行选用。4.控制电路设计计算：

6、主要包括：给定电源和给定环节的设计计算、转速检测环节的设计与计算、调速系统的稳态参数计算、调速系统的稳态参数计算。5.双闭环直流调速系统的动态设计：主要设计转速调节器和电流调节器，可参阅双闭环调速系统调节器的工程设计法进行设计。6.对系统进行仿真校验并上交设设说明书。2．交流调速系统建模及仿真串级调速系统系统建模及仿真：系统设计数据技术数据：380V，50HZ，三相交流供电电源绕线式三相交流异步电动机，额定功率PN=2.2kW，额定电压UN=380v，额定电流IN=5A，额定转速nN=1460r/min,，J=0.045kg·m2，Rs=1.4

7、35Ω，P=2。建立串级调速系统的仿真模型，并进行参数设置。做出仿真结果，上交说明书。四、课程设计基本要求通过课程设计，学生应掌握控制系统工作原理、总体方案确定原则、主电路设计及元器件选型、控制回路设计及元器件选择、辅助回路设计等。并能熟练应用相应软件绘制原理图，并能应用控制系统仿真软件对所设计系统进行仿真实验。1）本课程设计应根据设计任务书以设计技术规程及规定进行，完成内容：1.根据设计课题的技术指标和给定条件，能独立而正确地进行方案论证和设计计算，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整。2.要求掌握直流调速系统的设计内容、方法、步骤和交

8、流调速系统建模与仿真。3.学会查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数。4.学会绘制有关电气系统原理图和编制元器件明细表。5.学会编写设计