雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真畢業(yè)設(shè)計論文-文庫吧
2025-06-07 13:54 本頁面
【正文】 理論基礎(chǔ)上的直流調(diào)速原理也是交流控制的基礎(chǔ)[8]。在我們國內(nèi)，雙閉環(huán)控制也已經(jīng)經(jīng)過了幾十年的發(fā)展時期，目前已經(jīng)基本發(fā)展成熟，但是目前的趨勢仍是追趕著發(fā)達國家的腳步，向著數(shù)字化發(fā)展。從80年代中后期起，世界各大電氣公司都在競相開發(fā)數(shù)字式調(diào)速傳動裝置直流調(diào)速已經(jīng)發(fā)展到一個很高的技術(shù)水平：功率元件采用可控硅；控制板采用表面安裝技術(shù)；控制方式采用電源換相、相位控制。特別采用了微機及其他先進技術(shù)，使數(shù)字式直流調(diào)速裝置具有很高的精度、良好的控制性能和強大的抗干擾能力，在國內(nèi)外受到廣泛的應(yīng)用[9]。目前，發(fā)達國家應(yīng)用的先進電氣調(diào)速系統(tǒng)幾乎完全實現(xiàn)了數(shù)字化，雙閉環(huán)控制系統(tǒng)已經(jīng)普遍的應(yīng)用到了各類儀器儀表，機械重工業(yè)以及輕工業(yè)的生產(chǎn)過程中。隨著全球科技日新月異的發(fā)展，雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的總的發(fā)展趨勢也向著控制的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。 研究雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的意義，研究雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的性能。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有調(diào)速范圍寬、穩(wěn)定性好、精度高等許多優(yōu)點，在拖動領(lǐng)域中發(fā)揮著極其重要的作用[10]。采用該系統(tǒng)可獲得優(yōu)良的靜、動態(tài)調(diào)速特性。此系統(tǒng)的控制規(guī)律，性能特點和設(shè)計方法是各種交、直流電力拖動自動控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)[11]。、無靜差轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止負反饋調(diào)速系統(tǒng)的仿真結(jié)果，從而得到它們各自的不足之處，從而突出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)越性以及必要性。，幫助我們更好的了解和應(yīng)用雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的了解，使我們能夠更好的掌握調(diào)速系統(tǒng)的基本理論及相關(guān)內(nèi)容，在對其各種性能加深了解的同時，能夠發(fā)現(xiàn)其缺陷之處，通過對該系統(tǒng)不足之處的完善，可提高該系統(tǒng)的性能，使其能夠適用于各種工作場合，提高其使用效率。并以此為基礎(chǔ)，再對交流調(diào)速系統(tǒng)進行研究，最終掌握各種交、直流調(diào)速系統(tǒng)的原理，使之能夠應(yīng)用于國民經(jīng)濟各個生產(chǎn)領(lǐng)域。 論文的主要研究內(nèi)容，其中包括單閉環(huán)有、無靜差轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)以及帶電流截止轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真。通過比較它們的仿真分析結(jié)果，得出它們的不足之處，從而引出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。，其中包括建立雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的方框圖以及仿真模型。并且通過仿真分析結(jié)果，與簡單的閉環(huán)調(diào)速仿真分析進行比較，從而得出雙閉環(huán)直流調(diào)速優(yōu)越性。，其中包含調(diào)節(jié)器的選擇和參數(shù)設(shè)計，相關(guān)數(shù)據(jù)計算，動態(tài)結(jié)構(gòu)圖仿真，虛擬模型圖仿真，仿真結(jié)果分析等。，其中包含調(diào)節(jié)器的選擇和參數(shù)設(shè)計，相關(guān)數(shù)據(jù)計算，動態(tài)結(jié)構(gòu)圖仿真，虛擬模型圖仿真，仿真結(jié)構(gòu)分析等。第二章 仿真軟件以及相關(guān)硬件簡介 MATLAB/Simulink仿真平臺MATLAB是一種科學(xué)計算軟件，MATLAB是“矩陣實驗室”(Matrix Laboratory)的縮寫，這是一種以矩陣為基礎(chǔ)的交互式程序計算機語言。它由于使用方便，輸入便捷，運算高效，適應(yīng)科技人員的思維方式，并且有繪圖功能，有用戶自行擴展的空間，特別受到用戶的歡迎。從而使它成為在科技界廣為使用的軟件，也是國內(nèi)外高校教學(xué)和科學(xué)研究的常用軟件。MATLAB提供的動態(tài)系統(tǒng)仿真工具Simulink可以有效地對系統(tǒng)進行建模，而且仿真過程是交互的，可以隨意地改變仿真參數(shù)，并且立即可以得到修改后的仿真結(jié)果。另外使用MATLAB中的各種分析工具，還能對仿真結(jié)果進行分析以及可視化。Simulink仿真平臺具有如下特點：（1） 系統(tǒng)仿真模型（即框圖）完成后，設(shè)置了仿真參數(shù)，即可啟動仿真。仿真開始時，軟件首先自動進行被仿真電路和系統(tǒng)的初始化過程，將系統(tǒng)的框圖轉(zhuǎn)換為仿真的數(shù)學(xué)方程，建立仿真的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并計算系統(tǒng)在給定激勵下的響應(yīng)。（2） 系統(tǒng)運行的狀態(tài)和結(jié)果可以通過波形和曲線觀察，這和實驗室中用示波器觀察的效果幾乎是一致的。（3） 以框圖形式仿真控制系統(tǒng)是Simulink的最早功能，后來在Simulink的基礎(chǔ)上又開發(fā)了數(shù)字信號處理、通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、模糊控制等數(shù)十種模型庫，但是Simulink的窗口界面是各種模型庫共用的平臺，在這平臺上可以控制系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等各種系統(tǒng)的仿真[12]。 仿真的數(shù)值算法仿真的數(shù)值算法有很多種，其中包括Ode23，Ode15s，Ode45，Ode113，Ode23s，Ode23t，Ode23tb等，而我在接下來的仿真軟件件主要運用到的是Ode45和Ode23tb這兩種，下面我將對其進行大致的介紹。Ode45 (DormandPrince)基于顯式RungKutla(4,5)和Dormand Prince組合的算法，它是一種一步解法，即只要知道前一時間點的解y(tn1)，就可以立即計算當前時間點的方程解y(tn)。對大多數(shù)仿真模型來說，首先使用ode45來解算模型是最佳的選擇，所以在SIMULINK 的算法選擇中將ode45設(shè)為默認的算法。Ode23tb（stiff/TRBDF2)采用TRBDF2算法，即在龍格庫塔法的第一階段用用梯形法，第二階段用二階的backward differentiation formulas算法，在容差比較大時，ode23tb和ode23t都比ode15s好[13]。 工程設(shè)計法作為工程設(shè)計方法，首先要使問題簡化，突出主要矛盾。簡化的基本思路是，把調(diào)節(jié)器的設(shè)計過程分為兩步:第一步，先選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定，同時滿足所需的穩(wěn)態(tài)精度。第二步，再選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，以滿足動態(tài)性能指標的要求。這樣做，就把穩(wěn)、快和抗干擾之間互相交叉的矛盾問題分為兩步來解決，第一步先解決主要矛盾，即動態(tài)穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度，然后第二步再進一步滿足其他動態(tài)性能指標。 直流電動機在即將進行的仿真設(shè)計中，直流電動機是一個不可或缺的部分。眾所周知，直流電動機具有良好的啟動、制動性能，宜于在寬范圍內(nèi)進行平滑無級調(diào)速。并且它在軌鋼機、金屬切割機床、高層電梯、鐵路機車、造紙機、礦井卷場機、挖掘機等需要高性能可控電力拖動的領(lǐng)域中得到了廣泛的運用。在目前知道的范圍內(nèi)，可控直流電源——電動機調(diào)速系統(tǒng)，包括直流電動機啟動、開環(huán)直流調(diào)速、單閉環(huán)直流調(diào)速、雙閉環(huán)直流調(diào)速以及直流脈寬PWMM等調(diào)速系統(tǒng)的仿真[14]。直流電動機和交流電動機相比，其制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，維修困難，需備有直流電源才能使用。但因直流電動機具有較高的過載能力、較大的啟動轉(zhuǎn)矩和良好的啟動、制動、平滑的調(diào)速性能，可以在很寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速，能在很短的時間里改變轉(zhuǎn)向，所以直流調(diào)速系統(tǒng)在現(xiàn)階段仍然是自動調(diào)速系統(tǒng)的主要形式[15]。轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，且設(shè)計較為方便的特點，是應(yīng)用非常廣泛的一種直流調(diào)速系統(tǒng)[16]。第3章 簡單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 單閉環(huán)有靜差轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真單閉環(huán)有靜差轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)由給定信號、速度調(diào)節(jié)器、同步脈沖觸發(fā)器、三相整流橋、平波電抗器、直流電動機、速度反饋等環(huán)節(jié)組成。[17]。 單閉環(huán)有靜差轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型 Subsystem模塊 三相對稱電壓源建模和參數(shù)設(shè)置。提取交流電壓源模塊AC Voltage Source（路徑為SimPower Systems/Electrical Source/AC Voltage Source）,再用復(fù)制的方法得到三相電源的另外兩個電源模塊，并把模塊標簽分別改為“A”、“B”、“C”，從路徑SimPower Systems/Elements/Ground取接地元件Ground，按圖1主電路圖進行連接。三相對稱電壓源參數(shù)設(shè)置。雙擊三相交流電壓源圖標，打開電壓源參數(shù)對話框，A相交流電壓源參數(shù)設(shè)置：峰值電壓為220V，初相位為0176。，頻率為50Hz。B相和C相交流電壓源設(shè)置參數(shù)方法：參數(shù)設(shè)置除了相位相差120176。外，其他參數(shù)與A相相同，注意B相的初始相位為240176。，C相的初始相位為120176。，由此可以得到三相對稱交流電源。 AC Voltage Source模塊參數(shù)設(shè)置對話框晶閘管整流橋的建模和主要參數(shù)設(shè)置。取晶閘管整流橋Universal Bridge的路徑為SimPower Systems/Power Electronics/Universal B
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1