电力拖动自动控制系统实习报告张嘉勋

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1、课程设计（实习）报告课题名称：龙门刨床工作台调速系统设计学院：电气信息工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：张嘉勋班级学号：电气08-3班30号指导教师：弭洪涛2011年12月30日10一、实习目的：1.通过设计使学生进一步了解双闭环直流调速系统的结构及工作原理的有关知识。2.掌握调节器工程设计的计算方法。3.学会自动控制系统的总体设计方法。4.了解直流调速系统在实际生产中的应用。二、实习内容：1.龙门刨床工作台工作原理2.系统总体设计3.双闭环调速系统性能分析4.调节器设计5.系统调试（一）、工作原理介绍1、龙门刨床实物图：102、工作

2、台控制示意图3、龙门刨床工作台速度运行曲线4、转速、电流反馈控制直流调速系统原理图（二）、转速、电流反馈控制直流调速系统的设计①跟随性能指标10②抗扰性能指标③龙门刨床电气系统各部分参数的确定1）、龙门刨床额定参数如下：=60Kw,=220V,=305A,=1000r/min,主回路总电阻R=0.18Ω,=0.2V·min/r,电流过载倍数λ=2，=97.5N·，=S=0.0001S2）、转速反馈系数：α==0.012V·min/r103）、电流反馈系数：β==0.01967V/A4）、电枢回路电磁时间常数=其中L没有给出，可以认为设定，

3、使=0.05S5）、机电时间常数：=又因为=9.55故=0.68S三相桥式电路每个波头的时间是3.3ms,为了基本滤平波头，应有（1~2）=3.33ms,因此，取=0.002S(三)、调节器的工程设计方法1）、电流调节器的设计①电流环的动态结构图②典型系统的选择：采用I型系统电流调节器选择：PI型的电流调节器10③电流调节器参数计算：最小时间常数=+=0.0021S;电流调节器超前时间常数τi==0.05S电流开环增益：要求S≦5%时，应取=0.5，因此=0.5/=238.1于是ACR的比例系数为=（R）/（β）=(238.1×0.05×

4、0.18)/(40×0.0197)=2.719④模拟式电流调节器电路设计可按所用运算放大器来酌情选择，在这里选择为40kΩ，其他电阻和电容的估算值如下：?==2.719×40kΩ=108.76kΩ??取110kΩ=/=0.05/(110×)=0.45×F取0.45uF10=4/=4×0.002/(40×)=0.2×F取0.2uF按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为S=4.3%≤5%满足设计要求。2)、转速调节器的设计①转速环的动态结构图典型系统的选择：按典型Ⅱ型系统设计ASR采用PI调节器②转速调节器参数的计算：⑴转速环时间常

5、数的确定：电流环等效时间常数1/=2=2×0.0021S=0.0042S转速滤波时间常数根据测速发电机纹波的情况，取=0.01S转速环最小时间常数=1/+=0.0142S按照跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5，则ASR的超前时间常数为=h×=5×0.0142S=0.071S10则转速环开环增益为：===595.1于是可求得ASR的比例系数：=（β）/(2αhR)=(6×0.2×0.68×0.01967)/(2×0.012×5×0.18×0.0142)=52.3③模拟式转速调节器电路：可按所用运算放大器来酌情选择，在这里选择为40kΩ，其

6、他电阻和电容的估算值如下：==52.3×40kΩ=2096kΩ取2100kΩ=/=0.071/(2100×)F=0.034uF10=4/=4×0.01/(40×)F=1uF（四）、系统调试系统调试步骤是先内环，后外环，即先调试电流环，然后调试转速环。⑴电流环调试1)直流电动机不加励磁，将给定端Ug与电流调节器的输入端“3”端相接，电源控制屏的电流反馈端If与电流调节器的输入端“1”端相接，并顺时针调整电流反馈电位器RP1使电阻值最大，即电流反馈最强，电流调节器的输出端“7”端与Uct相接，使系统构成PI调节器的单闭环系统。2)将正负给定开

7、关S1拨向负给定位置，开关S2拨向给定位置，调节给定电位器RP2使Ug＝0V，按电源控制屏的“闭合”按钮，接通主电路电源﹙绿色指示灯亮﹚，调节给定电位器RP2逐渐增加给定电压Ug，使之等于转速调节器（ASR）输出限幅值（–5V），然后调整电流反馈电位器RP1，观察主电路电流使之等于1.1IN。3)突加给定，用示波器观察电流反馈的波形，通过改变电流调节器的PI参数使电流反馈波形达到较好的波形。⑵转速环调试1)在实验装置断电情况下，按双闭环直流调速系统实验线路图及接线图进行接线，使系统构成双闭环调速系统。101)将正负给定开关S1拨向正给定位

8、置，开关S2拨向给定位置，调节给定电位器RP1使Ug＝0V，顺时针调节转速反馈电位器RP使电阻值最大，即转速反馈最强。2)电动机加额定励磁电压，按下电源控制屏的“闭合”按钮，接通主电路电源﹙绿