资源描述：
《双闭环直流调速-本科电拖课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、双闭环直流调速系统、.~①我们‖打〈败〉了敌人。 ②我们‖〔把敌人〕打〈败〉了。课程设计名称：仿真课程设计题目：双闭环直流调速系统的建模与仿真实验研究专业：应用电子技班级：姓名：学号：双闭环直流调速系统双闭环直流调速系统目录引言……………………………………………………1一双闭环调速系统的动态数学模型……………………2（一）直流电机数学模型…………………………………………….2（二）整流装置的传递函数……………………………………..2（三）电流调节器的设计……………………………………….3（四）转
2、速调节器的设计………………………………………3二速度与电流双闭环调速系统……………………..5（一）速度电流双闭环调速系统………………………………..5（二）双闭环调速系统的组成和基本原理……………………….6三双闭环控制并联逆变器的建模分析………………….7四转速与电流双闭环直流自动调速系统的工作…….9（一）启动过程……………………………………………………………….9（二）负载变化时的自动调速过程…………………………….9（三）电动机堵转过程……………………………….9（四）双闭环调速系统的特
3、点…………………………10五仿真研究…………………………………….11结论……………………………………………….13设计体会……………………………………………..14参考文献…………………………………………….15双闭环直流调速系统摘要在工业生产中,需要高性能速度控制的电力拖动场合,直流调速系统发挥着极为重要的作用。而采用速度、电流双闭环调速系统,就可以充分利用电动机的过载能力来获得最快的动态过程。根据双闭环调速系统的组成和基本原理,分析了转速与电流双闭环直流自动调速系统的工作过程及其特点。关键词
4、:直流调速系统;基本原理双闭环直流调速系统一双闭环调速系统的动态数学模型在工程实践中,虽然交流电动机结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易。但由于直流电动机双闭环调速系统在理论和实践上都比较成熟,具有极好的运行和控制性能,在工业生产中仍占有相当的比例,其双闭环调速系统结构如图1-1所示。ASR—速度调节器 ACR—电流调节器 TA—交流变换器TG—测速发电机 U*n—给定速度信号 Un—速度反馈信号U*i—给定电流信号 Ui—电流反馈信号图1-1 直流电动机双闭环调速系统结构系统中电流内环的作用是
5、使电机电枢电流Id服从它的给定值U*i,当U*i不变时,它表现为恒流调节,否则表现为随动调节。速度外环的输出为U*i,不直接推动后面的放大器,而是作为电流环的给定值,二者共同构成串级控制系统,不仅能控制转速,而且能控制电流,可充分利用电机的过载能力,获得较快的动态响应。1.1直流电机数学模型在电力拖动控制系统中,直流电机通常以电枢电压为输入量,以电机转速为输出量。假设电机补偿良好,忽略电枢反应、涡流效应和磁滞的影响,并设励磁电流恒定,得直流电机数学模型和运动方程分别为:1-1式中:Ud—电枢电压;
6、L、id、R—分别为电枢回路电感、电流和总电阻;E—电机的反电动势,且有E=Cen;Te、TL—分别为电机的电磁转矩和负载转矩,且有Te=Cmid;GD2—电力拖动系统整个运动部分折算到电动机轴上的转动惯量。整理得电流与电压以及电动势与电流之间的传递函数分别为:1-2式中:T1=L/R—电枢回路的电磁时间常数(s);IdL=TL/Cm—负载电流(A);Tm—电力拖动系统的机电时间常数(s)。考虑n=E/Ce,可得直流电机的动态结构图如图1-2所示。1.2整流装置的传递函数双闭环直流调速系统图1-2
7、 直流电动机的动态结构图由于晶闸管整流装置总离不开触发电路,因此在分析系统时往往把它们看成一个整体,当作一个环节处理。从图1-1上可以看出,这一环节的输入量是触发电路的控制电压Uct,输出量是电枢电压Ud。如果在一定的范围内将非线性特性线性化,就可以把它看成一个滞后时间较小的纯滞后环节,如式1-3。因传递函数中包含指数函数,使系统成为非最小相位系统,给分析和设计带来了麻烦,一般情况下,把它近似成一阶惯性环节。1-3式中:Ts—晶闸管整流装置的失控时间(s)。1.3电流调节器的设计在设计电流环时,因
8、T1比Tm小得多,故电流的调节过程比转速的变化过程快得多,因此在电流调节器快速调节过程中,可以认为反电动势E基本不变。这样在设计电流环时,可以暂时不考虑反电动势E图1-4电流环的动态结构图变化的影响而得到图1-4所示的电流环近似动态结构图。为了使电流环稳态上做到无静差以获得理想的堵转特性,动态上保持电动机电枢电流的不超调,保证系统的跟随性。把电流环校正成典型I型系统,其传递函数为:1-4式中:Ki,τi—分别为电流调节器的比例放大系数和时间常数。根据“对消原理”,为了对消掉控制对象
