轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)不可逆v-m直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文(文件)
【正文】 系統(tǒng)，基本上保持電流Id恒定（電流可能超調(diào)，也可能不超調(diào)，取決與ACR的結(jié)構(gòu)和參數(shù)），因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速及反電勢線性上升。由于ACR是PI調(diào)節(jié)器，因此要使它的輸出量線性增長，就必須使其輸入量偏差電壓△Ui保持為某一恒值，也就是說，Id應(yīng)略低于Idm。這些都是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)予以考慮和解決的問題。但是，在IdIL的一段時間內(nèi)（即t2t3）時間內(nèi)，dn/dt0,電動機(jī)在負(fù)載阻力下減速，直至系統(tǒng)達(dá)穩(wěn)態(tài)。① 抗負(fù)載擾動 ，負(fù)載擾動作用在電流環(huán)外，轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)，只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器產(chǎn)生抗擾作用。② 抗電網(wǎng)電壓擾動 從靜特性上看，在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動被包圍在電流環(huán)內(nèi)（）它的影響還未波及到轉(zhuǎn)速就被電流環(huán)所抑制。其確定的方法有兩種：一種是動態(tài)校正法，由于該法必須同時解決穩(wěn)、準(zhǔn)、快、抗干擾等各方面相互有矛盾的靜、動態(tài)性能要求，比較麻煩；因而本設(shè)計(jì)采用另一種方法，工程設(shè)計(jì)法。 總體方案直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)屬于多環(huán)控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)完電流環(huán)后，就把電流環(huán)等效成一個小慣性環(huán)節(jié)，作為轉(zhuǎn)速環(huán)的一個組成部分，然后用同樣的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)。一個是速度調(diào)節(jié)器輸出反映偏差大小的主控信號Un，一個是由交流互感器測出的反映主回路電流反饋信號Uif，當(dāng)突加速度給定一個很大的輸入值，其輸出整定在最大飽和值上，與此同時電樞電流為最大值，從而電動機(jī)在加速過程中始終保持在最大轉(zhuǎn)矩和最大加速度，使起、制動過渡時間最短。 電流調(diào)節(jié)器的作用① 對電網(wǎng)電壓波動起及時抗擾作用；② 啟動時保證獲得允許的最大電流，實(shí)現(xiàn)最佳啟動過程；③ 在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，能使電流跟隨其給定電壓Ui變化；④ 依靠ACR的恒流調(diào)節(jié)作用可獲得理想的下垂特性；⑤ 當(dāng)電動機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時，可限制最大電樞電流，起到快速的安全保護(hù)作用，一旦故障消失，系統(tǒng)能自動恢復(fù)正常。 轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)方案 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的工作原理在主電機(jī)上安裝一直流測速發(fā)電機(jī)，發(fā)出正比于主電機(jī)轉(zhuǎn)速的電壓，此電壓Unf與給定電壓Un*相比較，其偏差△Un送到速度調(diào)節(jié)器ASR中去，如欲調(diào)整，可以改變給定電壓，例如提高Un*，則有較大△Un加到ASR輸入端，ASR自動調(diào)節(jié)GT，使觸發(fā)脈沖前移(α減小)，整流電壓Ud提高，電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升，與此同時，Um也相應(yīng)增加。如果擾動不是來自負(fù)載而是來自交流電網(wǎng)，比如交流電壓下降，則系統(tǒng)也會按上述過程進(jìn)行調(diào)節(jié)，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速維持在給定值上運(yùn)行。根據(jù)系統(tǒng)的要求，將轉(zhuǎn)速環(huán)校正為合適的典型系統(tǒng)，再由調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)和采用的參數(shù)選擇準(zhǔn)則對其主要參數(shù)選擇。電樞回路總電阻 R=。電流過載倍數(shù)λ=；設(shè)計(jì)要求：穩(wěn)態(tài)指標(biāo) 無靜差；動態(tài)指標(biāo) 電流超調(diào)量 δi%≤5%；空載啟動到375 r/min時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量δn%≤10%。為了基本濾平波頭，應(yīng)有（1~2）Toi=，因此取Toi=2ms=。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 式中 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。4. 校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率：（1） 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件 （23）滿足近似條件。 含濾波環(huán)節(jié)的PI型電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)1. 確定時間常數(shù)（1）電流環(huán)等效時間常數(shù)1/KI。（2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 （217）滿足近似條件。設(shè)理想空載起動時，負(fù)載系數(shù)，已知， ， 。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的特性，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和速度調(diào)節(jié)器的輸出端設(shè)置一個限幅值，限幅值的大小可以根據(jù)所選的運(yùn)算放大器的輸入電壓的大小來選定，本設(shè)計(jì)選取的限幅值為177。在仿真過程中發(fā)現(xiàn)整流電路的輸出電壓超過了最大計(jì)算值，所以在輸出端也加個限幅值。從仿真得到的轉(zhuǎn)速曲線圖中可以得出轉(zhuǎn)速超調(diào)量為，基本滿足設(shè)計(jì)的要求，但是與設(shè)定值相比還是有誤差。從仿真的結(jié)果來看，得到這樣結(jié)論： (1) 工程設(shè)計(jì)方法在推導(dǎo)過程中為了簡化計(jì)算做了許多近似的處理, 而這些簡化處理必須在一定的條件下才能成立。(2) 仿真實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果也并不是和系統(tǒng)實(shí)際的調(diào)試結(jié)果完全相同, 因?yàn)榉抡鎸?shí)驗(yàn)在辨識過程中難免會產(chǎn)生模型參數(shù)的測量誤差, 而且在建立模型過程中為了簡化計(jì)算, 忽略了許多環(huán)節(jié)的非線性因素和次要因素。但是微分容易引起振蕩所以要加死區(qū)環(huán)節(jié)。在做這個課程設(shè)計(jì)之前，我一直以為自己的理論知識學(xué)的很好了。其實(shí)在計(jì)算設(shè)計(jì)的時候，基礎(chǔ)是一個不可缺少的知識，但是往往一些核心的高層次的東西更是不可缺少。最后，多改變自己設(shè)計(jì)的方法。另外，做設(shè)計(jì)時信息十分重要，我運(yùn)用文件檢索工具查閱了大量的相關(guān)資料，這對設(shè)計(jì)大有益處。運(yùn)動控制系統(tǒng)[M]，北京，—79.[15][DB/OL]. //[16]王果，[J]. ——27.附圖。參考文獻(xiàn)[1]陳伯時. 電力拖動自動控制系統(tǒng)[M].北京：. 20—190. [2] 王兆安. 電力電子技術(shù)[M].北京：. 33—160. [3]魏克新等編著 MATLAB語言與自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].—55.[4]李海發(fā)，[M].—100.[5]李海發(fā)，[M] 北京：—190.[6][DB/OL].//,200243/200859.[7]顧繩谷著. 電機(jī)及拖動基礎(chǔ)[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2004年 .23—127.[8][M] 北京：—153.[9][DB/OL]. //,200071/200848.[10]劉東漢，[J]微計(jì)算機(jī)信息,—15.[11]錦昌電子。通過本次對一個VM雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)使我對電力電子技術(shù)電力拖動自動控制系統(tǒng)有了進(jìn)一步的了解與認(rèn)識。我們在做課程設(shè)計(jì)的工程中要不停的討論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會使自己在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后程序和在一起。最后還要查閱其他的書籍才能找出解決的辦法。設(shè)計(jì)總結(jié)這次電力拖動自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)歷時兩個星期，在整整兩個星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。 再如, 設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器時只考慮電流連續(xù)時的情況, 而忽略了電流斷續(xù)時的情況。 將小時間常數(shù)當(dāng)作小參數(shù)近似地合并處理。從圖中可以看出，擾動很快得到了調(diào)節(jié)，這是兩個PI型調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)的作用。并在5秒時加入擾動。根據(jù)動態(tài)模型圖以及計(jì)算參數(shù)，用MATLAB/SIMULINK進(jìn)行仿真，主要是仿真電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速。4基于MATLAB/SIMULINK的調(diào)速系統(tǒng)的仿真通過對整個控制電路的設(shè)計(jì)，得到的結(jié)論還只是理論上的，通過MATLAB/SIMULINK對整個調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真。實(shí)際上，而突加階躍給定時，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前
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