【正文】 第 1 頁 共 43 頁 1 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng) 發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評選機構(gòu)將本學(xué)位論文的 全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 保密 □，在 _________年解密后適用本授權(quán)書。 不保密 □。 作者簽名： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 年 月 日 第 2 頁 共 43 頁 2 目 錄 摘要 ...................................................................... 4 前言 ...................................................................... 5 第 1章 緒論 ............................................................. 6 1． 1 課題的來源、研究背景及意義 ....................................... 6 相關(guān)課題 的發(fā)展歷史 ................................................ 6 DCS 的發(fā)展歷程 ............................................... 6 PLC 的誕生和發(fā)展 ............................................. 7 PC 技術(shù)推動了工控機技術(shù)的發(fā)展 ................................ 8 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) ............................................ 8 國內(nèi)外的主要研究工作和研究成果 .................................... 9 本文主要開展的研究工作 ............................................ 9 第 2章 方案設(shè)計 ........................................................ 10 直流調(diào)速方法 ..................................................... 10 直流調(diào)速系統(tǒng)可用的可控直流電源 ................................... 10 晶閘管整流裝置電路接線聯(lián)結(jié)型式的選擇 .............................. 11 觸發(fā)電路的選擇 ................................................... 11 調(diào)速系統(tǒng)的類型 ................................................... 11 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng) ............................................... 11 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) ............................................... 13 方案選擇 ......................................................... 14 第 3章 調(diào)速系統(tǒng)性能指標 .............................................. 16 系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速控制的要求 ............................................. 16 調(diào)速性能指標（穩(wěn)態(tài)指標） ......................................... 16 第 4章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理 ................................ 17 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 ................................... 17 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖和靜特性 ............................................. 17 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與性能分析 ........................... 20 晶閘管觸發(fā)電流和整流裝置的數(shù)學(xué)模型 ............................. 20 電流與電壓間、感應(yīng)電勢與電流之間的數(shù)學(xué)模型 .................. 21 測速、電流反饋環(huán)節(jié) ......................................... 22 調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 ....................................... 22 第 3 頁 共 43 頁 3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓 nU? 時的起動過程 ................... 23 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能 ................................... 25 第 5章 主電路計算 ..................................................... 25 變壓器參數(shù)計算 ................................................... 25 晶閘管參數(shù)計算 ................................................... 27 晶閘管額定電壓 ............................................. 27 晶閘管額定電流 ............................................. 27 第 6章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計 ....................................... 29 確定系統(tǒng)時間常數(shù) ................................................. 29 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計 ................................................. 29 電流環(huán)的簡化 ............................................... 29 確定時間常數(shù) ................................................ 30 選擇電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu) ........................................ 30 傳遞函數(shù)參數(shù)計算 ........................................... 31 校驗近似條件 ............................................... 32 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容 ....................................... 32 轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計 ..................................................... 33 確定時間常數(shù)： ............................................. 33 結(jié)構(gòu)選擇 ................................................... 33 傳遞函數(shù)參數(shù)計算 ........................................... 34 校驗近似條件和性能指標 ..................................... 34 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容 ........................................ 35 第 7章 調(diào)速系統(tǒng)的仿真 ................................................. 36 仿真模型的建立 ................................................... 36 轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真設(shè)計 ................................................. 38 致謝 ..................................................................... 42 參考文獻 ................................................................ 43 第 4 頁 共 43 頁 4 基于 VM 的雙閉環(huán)直流運動控制系統(tǒng)設(shè)計及校正 學(xué) 生：黃覺鴻 指導(dǎo)教師：曾孟雄 教學(xué)單位：機械與材料學(xué)院 摘要 ： 本文主要介紹電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計，在設(shè)計中調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用了三相全控橋整流電路來供電。 首先確定整個設(shè)計的方案 和框圖。然后確定主電路的結(jié)構(gòu)形式和各元部件的設(shè)計，同時對其參數(shù) 計算。最后，重點設(shè)計直流電動機調(diào)速控制器電路 ， 在系統(tǒng)中設(shè)置 電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 器 ， 先確定其結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計各元部件，并對其參數(shù)的計算 ， 最后采用 MATLAB/SIMULINK 對整個調(diào)速系統(tǒng)進行了仿真分析 。 關(guān)鍵詞： 雙閉環(huán)； 電流調(diào)節(jié)器；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器； MATLAB/SIMULINK；仿真 Doubleloop； the current regulator； the speed regulator； MATLAB/SIMULINK；simulation What this article elaborates is the design of “the rotational speed, the electric current double closed loop cocurrent velocity modulation system” . In the design, the main circuit control system using threephase full controlled bridge rectifier circuit as electricity supply[1]. Firstly , determined the design scheme and diagram. Then determined the structure of power circuit and the design of ponents and the parameter calculation . Finally, focused on the design of DC motor speed controller circuit, The current regulator and speed regulator is set up in the system, at first determined its structure , the design of various ponents, and the calculation of its parameters. Finally, used MATLAB/SIMULINK to carry on Simulation Analysis of the whole control system.[2] 第 5 頁 共 43 頁 5 前言 電機自動控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于機械，鋼鐵，礦山，冶金，化工，石油，紡織 ，軍工等行業(yè)。這些行業(yè)中絕大部分生產(chǎn)機械都采用電動機作原動機。有效地控制電機，提高其運行性能，對國民經(jīng)濟具有十分重要的現(xiàn)實意義。 20 世紀 90年代前的大約 50 年的時間里，直流電動機幾乎是唯一的一種能實現(xiàn)高性能拖動控制的電動機，直流電動機的定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場相互獨立并且正交，為控制提供了便捷的方式，使得電動機具有優(yōu)良的起動，制動和調(diào)速性能。盡管近年來直流電動機不斷受到交流電動機及其它電動機的挑戰(zhàn)，但至今直流電動機仍然是大多數(shù)變速運動控制和閉環(huán)位置伺服控制首選。 直流電動機 因 具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍 內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到 了廣泛 應(yīng)用。晶閘管問世后，生產(chǎn)出成套的晶閘管整流裝置，組成晶閘管 — 電動機調(diào)速系統(tǒng)（簡稱 VM 系統(tǒng)） [3]。 采用 速度、電流雙