[畢業(yè)設計]pwm直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真(已修改)
2025-08-23 13:22 本頁面
【正文】 《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書PWM直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真 主電路設計要求設計PWM直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，可完成以下任務： (1) 該調(diào)速系統(tǒng)能進行平滑的速度調(diào)節(jié)，負載電機可逆運行，具有較寬的調(diào)速范圍（D≥10），系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作 ；(2) 系統(tǒng)靜特性良好，無靜差（靜差率s≤2）； (3) 動態(tài)性能指標：轉(zhuǎn)速超調(diào)量δn＜8%，電流超調(diào)量δi＜5%，動態(tài)速降Δn≤10%，調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程時間（調(diào)節(jié)時間）ts≤1s ；(4) 系統(tǒng)在5%負載以上變化的運行范圍內(nèi)電流連續(xù) ；(5) 調(diào)速系統(tǒng)中設置有過電壓、過電流等保護，并且有制動措施。根據(jù)設計任務可知，要求系統(tǒng)在穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)無靜差調(diào)速，并要求較好的動態(tài)性能，可選擇PI控制的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，以完全達到系統(tǒng)需要。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)框圖如圖11所示。圖11 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)框圖兩個調(diào)節(jié)器的輸出均帶限幅作用的,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓決定了電流給定電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓限制了電力電子電換器的最大輸出電壓。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖如下圖12所示：圖12 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 由此得到系統(tǒng)電氣原理圖見附圖1。電流調(diào)節(jié)器使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中，保證獲得電機允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程。由于電流檢測中常常含有交流分量，為使其不影響調(diào)節(jié)器的輸入，需加低通濾波。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速n很快地跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實現(xiàn)無靜差。它對負載變化起抗擾作用。其輸出限幅值決定電機允許的最大電流。由于測速發(fā)電機得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波。圖12 系統(tǒng)實際動態(tài)原理框圖P調(diào)節(jié)器的輸出量總是正比于其輸入量，而PI調(diào)節(jié)器則不然，其輸出量在動態(tài)過程中決定于于輸入量的積分，到達穩(wěn)態(tài)時，輸入為零，輸出的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關，而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。根據(jù)各調(diào)節(jié)器的給定與反饋值計算有關的反饋系數(shù)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) （1—1）電流反饋系數(shù) （1—2） 在圖12虛線框內(nèi)的電流環(huán)中，飯電動勢與電流反饋的作用相互交叉，這將給設計工作帶來麻煩。實際中，對電流環(huán)來說，飯電動勢是一個變化比較慢的擾動，在電流的瞬變過程中，可以認為反電動勢基本不變， （1—3）式中 ——電流環(huán)開環(huán)頻率特性的截止頻率。如果把
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