【正文】 控制的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖建立串勵(lì)電機(jī)的Matlab仿真模型是在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中遇到的最大的困難，在咨詢老師和閱讀了大量的資料后發(fā)現(xiàn)，在做Matlab仿真時(shí)串勵(lì)電機(jī)仿真模型的負(fù)載與轉(zhuǎn)速是成一定的比例關(guān)系，如圖51所示。在圖中主電路為串勵(lì)電動(dòng)機(jī)典型連接，其負(fù)載與轉(zhuǎn)速成五倍的關(guān)系，調(diào)速系統(tǒng)用一個(gè)IGBT來實(shí)現(xiàn)直流斬波調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)速?？刂齐娐凡捎玫湫偷霓D(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速調(diào) 節(jié)器 ASR 設(shè)置輸出限幅，以限制最大起動(dòng)電流。 加干擾時(shí)的動(dòng)態(tài)原理圖如圖57：圖57 干擾時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)原理圖在13s時(shí)外加一個(gè)階躍，仿真圖如圖58所示從圖中可以看出來，在外加干擾情況下，通過PWM的雙閉環(huán)控制[15]，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)無靜差，所以這次雙閉環(huán)的設(shè)計(jì)是成功的。介紹了直流調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)，電流環(huán)以及轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的實(shí)現(xiàn)，說明了開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)在調(diào)速方面的優(yōu)勢，并對(duì)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)分析。參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)1 黃建和 .DY系列電動(dòng)游覽車的開發(fā) Idea and design2 陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)制動(dòng)控制系統(tǒng) [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社2006． 1621,53603 鄧開連，吳慶彪，來磊，張名龍，直流串激調(diào)速的模糊控制仿真研究。置身其間，耳濡目染，使我不僅接受了全新的思想觀念，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且還明白了許多的道理。在此感謝他們的幫助和支持。隨著我國人民生活水平的不斷提高，以及國家推動(dòng)消費(fèi)的各項(xiàng)政策出臺(tái)，旅游業(yè)不斷繁榮。經(jīng)典控制理論是現(xiàn)代控制理論的基石，直流調(diào)速的研究同樣也是交流調(diào)速研究的前奏。改變電阻只能有級(jí)調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速(即電機(jī)額定轉(zhuǎn)速)以上作小范圍的弱磁升速。但缺點(diǎn)是效率低、機(jī)械特性軟、不能在較寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所以目前極少采用。至今在金屬切削機(jī)床、軋鋼、礦山采掘、紡織、造紙機(jī)等需要高調(diào)速性能的各類可控電力拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械大多采用直流傳動(dòng)，直流調(diào)速到目前為止仍是調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。因此采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)來獲得優(yōu)良的靜、動(dòng)態(tài)調(diào)速特性。 最后在詳細(xì)分析調(diào)速系統(tǒng)的原理和要求的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)直流脈寬調(diào)速電路，建立雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。四、工作進(jìn)度安排階段應(yīng)完成的主要工作計(jì)劃起止時(shí)間1撰寫開題報(bào)告2月28日～3月25日2PWM主電路設(shè)計(jì)3月26日～4月6日3SG3525控制電路設(shè)計(jì)4月7日～4月17日4電機(jī)參數(shù)的測量及動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)4月18日～4月24日5Matlab仿真及驗(yàn)證4月25日～5月9日6撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書5月10日～6月5日7準(zhǔn)備畢業(yè)答辯、教師閱卷(畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書)6月6日～6月12日8畢業(yè)答辯6月13日～6月17日五、主要參考文獻(xiàn)[1] 陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)制動(dòng)控制系統(tǒng) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006．[2] 王春會(huì). 新一代開關(guān)電源芯片SG3525 工作原理剖析 [J]．遼寧師專學(xué)報(bào)，2009(4)：2325．[3] 劉細(xì)平等 基于SG3525控制的雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)[J]．電工技術(shù)，2003(10)：2830．[4] 王兆安等．電力電子技術(shù)[M]．北京：北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010．[5] 徐科軍．一種基于SG3525的可逆直流脈寬調(diào)速[J]．通訊電源技術(shù)，2006(5)：1216．六、指導(dǎo)教師意見簽字： 年 月 日 七、系畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見 簽字： 年 月 日附錄附錄2文獻(xiàn)綜述 課題國內(nèi)外現(xiàn)狀近幾年來，由于能源危機(jī)和環(huán)境污染兩大問題的日益嚴(yán)重，加之科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電動(dòng)車自身難點(diǎn)的不斷解決，使電動(dòng)車具有更多突出的優(yōu)點(diǎn)。最初的直流調(diào)速系統(tǒng)是采用恒定的直流電壓向直流電動(dòng)機(jī)電樞供電，通過改變電樞回路中的電阻來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。因而，晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)迅速發(fā)展，晶閘管變流技術(shù)也日益成熟，直流調(diào)速系統(tǒng)更加完善。 研究主要成果 目前，國外主要電氣公司，如德國的西門子公司、日本的三菱公司、東芝公司、美國的GE公司等，均已開發(fā)出全數(shù)字直流調(diào)速裝置，有成熟的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的應(yīng)用產(chǎn)品供選用。三、發(fā)展趨勢：最初的直流調(diào)速系統(tǒng)是采用恒定的直流電壓向直流電動(dòng)機(jī)電樞供電，通過改變電樞回路中的電阻來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 對(duì)于直流調(diào)速系統(tǒng)目前的發(fā)展方向是大型化和智能化。此外，由于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，實(shí)時(shí)運(yùn)行的圖形功能比較強(qiáng)，對(duì)控制過程的參數(shù)和狀態(tài)可以有更直觀的了解，便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)控和管理。 主要參考文獻(xiàn) [1] 陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)制動(dòng)控制系統(tǒng) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社2006．[2] 王春會(huì). 新一代開關(guān)電源芯片SG3525 工作原理剖析 [J]．遼寧師專學(xué)報(bào)，2009(4)：2325．[3] 劉細(xì)平等 基于SG3525控制的雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)[J]．電工技術(shù)，2003(10)：2830．[4] 王兆安等．電力電子技術(shù)[M]．北京：北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010．[5] 徐科軍．一種基于SG3525的可逆直流脈寬調(diào)速[J]．通訊電源技術(shù)[6] ：[7] Idea and design[8] 鄧開連。在這一階段里我完成了四象限運(yùn)行直流斬波調(diào)速主系統(tǒng)設(shè)計(jì)，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立，以及使用Matlab對(duì)串勵(lì)電機(jī)傳遞函數(shù)，系統(tǒng)開環(huán)以及閉環(huán)的初步的仿真。 低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)1：20000左右。注意到該方程組的非線性是由反電動(dòng)勢系數(shù)和電磁轉(zhuǎn)矩系數(shù)為電樞電流的函數(shù)造成的，如果把和視為常量，則可以用經(jīng)典的控制理論對(duì)其進(jìn)行控制。ne ALLAOUA Setting Up PID DC Motor Speed Control Alteration Parameters Using Particle Swarm Optimization Strategy Bechar University, Departement of Electrical Engineering, BP 417 BECHAR (08000)14) Bord .,Novotny Control of VSIPWM Trans .IA,1985,21(2)15) Patel .,Hoft Techniques of Harmonic Elimination and Voltage Control in Thyristor Inventers:Part 1Harmonic ,1997,9(3)附錄附錄4外文文獻(xiàn)翻譯直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的建模與仿真摘要 直流串勵(lì)電機(jī)是需要高轉(zhuǎn)矩/速度之比為機(jī)電應(yīng)用的首選。沿著紙的模擬顯示提供令人滿意的協(xié)議與實(shí)驗(yàn)室的測量結(jié)果。在一個(gè)典型的應(yīng)用包括人類操作員駕駛一臺(tái)直流電機(jī)通過一個(gè)油門踏板或一根桿。本文是關(guān)于后者。一種開環(huán)的數(shù)字速度控制的基礎(chǔ)上,最后提出了一種IGBTs和這里發(fā)展起來的。結(jié)合模擬的電動(dòng)馬達(dá)和它的速度控制做成很簡單的模型運(yùn)用為電機(jī)和/或?yàn)殡娮涌刂颇K[第12]。最后,合模擬了電機(jī)和電機(jī)速度控制運(yùn)用于精煉和調(diào)試該控制器設(shè)計(jì),甚至在它的建模之前。另一方面,然而,這些模型通常不能讓使用者所要達(dá)到的一個(gè)與實(shí)際之間的模擬和實(shí)際性能。在以前的工作,由其他作者的反彈道導(dǎo)彈已應(yīng)用于施工做了詳細(xì)的IGBT模型[3]。第一個(gè)函數(shù)為這個(gè)控件是因此制約的踏板信號(hào)用于去除噪聲和平滑變阻器速度突然變快或是突然變慢。這是進(jìn)行控制的功率輸出階段通常由電力半導(dǎo)體元件:二極管整流器、IGBT,MOSFET等,[6]。,防止踏板的信號(hào)的損失。3。圖1顯示一個(gè)框圖為提出的速度控制。如果變阻器連接丟失分流電阻Rpp確保Vcond到零。最后,通過RC電路輸出注入到OpAmp微控制器的第2的A / D轉(zhuǎn)換器。這樣的脈沖寬度的各不相同,根據(jù)Vcond 256個(gè)步驟。這是顯示在圖3。 除了保護(hù)損失的踏板,另一種是執(zhí)行上述保護(hù)功能以及使用電壓電流傳感器和溫度傳感器的需要。 Is 試穿過線圈的電流 Lt是整個(gè)串勵(lì)的電感，Ea的關(guān)系與磁通φ和角速度x是[8]Ka是一種交流電機(jī)常數(shù)。 模擬行為建模的直流系列電動(dòng)機(jī) Eqs(1)(5)提供了一個(gè)數(shù)學(xué)模型,為直流系列電動(dòng)機(jī)適用于本文的目的[2,5]。值得注意的是動(dòng)勢項(xiàng)“Ea”是注入到這個(gè)分支從模塊2由一個(gè)電壓控制電壓源的單位增益。在結(jié)合(5)和(2) 磁化特性的電動(dòng)馬達(dá)的通常是按照一組測量點(diǎn)的Ea vs。根據(jù)(6),為不同價(jià)值x[2]: 。(4)。首先,Lt,Rt和J參數(shù)測量的電機(jī)。這些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了以允許renement測量參數(shù)。從上的階躍響應(yīng)以下兩種數(shù)值估計(jì)的實(shí)驗(yàn):lH在2100年赫茲和75 Lt 150 lH在2500赫茲。它由四個(gè)基本積木:踏板信號(hào)護(hù)發(fā)素,單片機(jī),門司機(jī)和輸出功率的階段。之前被注射進(jìn)電動(dòng)機(jī)PWM信號(hào)模型,這些經(jīng)過大門的驅(qū)動(dòng)和輸出功率模型。只有模型是不能在這個(gè)IGBT模塊庫,但是它可以輕易地從制造商的網(wǎng)絡(luò)信息的網(wǎng)站下載。另外的穩(wěn)態(tài)電流為公司制速度控制入直流系列電動(dòng)機(jī)作為一種仿真得到考慮從70%的責(zé)任周期和頻率的2250赫茲。圖8a顯示情節(jié)的穩(wěn)態(tài)電流注入通過模擬一個(gè)直流電機(jī)獲得50%的責(zé)任周期和頻率2,100赫茲。該電流進(jìn)行了圖示,如圖9a和相應(yīng)的測量。 電流瞬變函數(shù)圖。圖11比如顯示模擬電動(dòng)部隊(duì)為各種各樣的頻率和占空比,而圖12顯示所得到的角速率進(jìn)行。這種方法得到了進(jìn)一步的應(yīng)用發(fā)展中的一個(gè)轉(zhuǎn)速控制,為一個(gè)1點(diǎn)直流系列電動(dòng)機(jī)。這里的協(xié)議之間。 PSPICE能詳細(xì)時(shí)表現(xiàn)的電子與電力電子模塊包括制造商提供模塊,ABM實(shí)用工具使精確的描述電機(jī)的機(jī)電特性。總結(jié)一個(gè)方法來開發(fā)復(fù)雜的electronicelectromechanical原型已經(jīng)作了綜述。確定了合適的模擬中幫助的起始條件和適當(dāng)?shù)碾娏﹄娮釉O(shè)備。圖10a提供了瞬態(tài)電流在啟動(dòng)時(shí),它是模擬假設(shè)一個(gè)50%責(zé)任周期和頻率2,100赫茲。這兩個(gè)數(shù)字之間的協(xié)議也是令人滿意的。7b相同電流測量得出的實(shí)驗(yàn)。這它的執(zhí)行允許調(diào)試和調(diào)整的初步設(shè)計(jì)均勻之前。 詳細(xì)的圖踏板信號(hào)護(hù)發(fā)素是規(guī)定圖2,而圖門驅(qū)動(dòng)和功率輸出階段是提供在圖3和4。 表示一個(gè)詳細(xì)的微控制器就沒有必要,那是不現(xiàn)實(shí)的,除此之外,為桌上型電腦被應(yīng)用于這項(xiàng)工作。這些幅值都列在表1。值的變量和參數(shù)用于模擬如下:Rt 55 mX、J 0:06,對(duì)kgm2 12v(摩擦系數(shù),A和A0),Cp一萬個(gè)低頻和寄生電感Lc被忽視了。接下來,所有這些數(shù)據(jù)被運(yùn)用于圖5模型。在結(jié)合Eqs。2其實(shí)實(shí)現(xiàn)模塊式(7)其輸出是電動(dòng)勢反饋到模塊1。這個(gè)值通常相當(dāng)于電機(jī)銘牌的名義或速度。所要求的感覺到電流模塊3和5在計(jì)算兩個(gè),磁通φ及電磁轉(zhuǎn)矩瞬變電磁法Tem。 圖模塊1是一個(gè)串聯(lián)支路對(duì)應(yīng)Eq的元素。繞組的磁符合多種齒輪油標(biāo)準(zhǔn),通過電流有關(guān)的磁化曲線,如下[5]:函數(shù)f)是在一般包括飽和度和磁滯效應(yīng)。1） 利用直流系列電動(dòng)機(jī)模型模擬行為模塊摘要機(jī)電方程,描述行為的直流系列電動(dòng)機(jī)給出如下。這里的工作報(bào)告,然而,只有一個(gè)分支,這座橋是實(shí)施的形式顯示在圖4。然而,如果方便的話這種線性特征能容易地改變。因此Vcond表面256的水平,他們每個(gè)人都作為一個(gè)地址為微控制器的E2的舞會(huì)。然后OpAmp輸出的1進(jìn)入D1允許兩種不同的時(shí)間常數(shù),一為加速和其他為減速。 制約的踏板電路信號(hào)進(jìn)行如圖2號(hào)。一個(gè)單處理器取代模擬模塊和與之相關(guān)的幾種離散組件[1]。,防止高溫。主要保護(hù)的一個(gè)列表功能如下:。脈沖寬度調(diào)制(PWM)已經(jīng)成為一種普遍采用的這些波形生成方法[1]。2。后者是通過延長稱為模擬行為建模(ABM)[7]。當(dāng)一些這些包裹提供通用模型的各種電力電子設(shè)備和/或機(jī)電組件的使用,其他制造商提供方便specic裝置模型以及用戶的發(fā)展模型。然后,該模型為達(dá)到調(diào)整好很近的模擬和匹配的實(shí)際性能試驗(yàn)臺(tái)被作為測驗(yàn)電機(jī)。 設(shè)計(jì)原型通常是實(shí)現(xiàn)機(jī)電由一個(gè)嘗試和錯(cuò)誤的過程,其中,大部分是非常昂貴又費(fèi)時(shí)。這個(gè)典型的控制,可改善其模擬功能取代或優(yōu)勢互補(bǔ)與數(shù)碼照片,除此之外,每個(gè)平行布置,替代mosfet與一個(gè)單一的IGBT模塊[9]。這樣的一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用在開環(huán)或是閉環(huán)情況下[8]。這些都是電動(dòng)輪椅,高爾夫球車、升降機(jī)、起重機(jī)、致動(dòng)器的武器等。不斷嘗試的設(shè)計(jì)既昂貴又費(fèi)時(shí)。2在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中遇到的困難 ，所以在串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的建模方面遇到了很大的困難，但是在指導(dǎo)老師還有學(xué)長的幫助下查閱了更多的參考文獻(xiàn)，終于能夠把串勵(lì)電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型能夠建立起來 Matlab的使用，在學(xué)校沒有具體學(xué)習(xí)過Matlab的使用，所以在使用Matlab進(jìn)行仿真的過程中遇到了許許多多的問題，比方說仿真時(shí)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)，這些都是在做畢設(shè)的過程中不斷學(xué)習(xí)，不斷的解決問題的。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的等效圖如下圖：串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的等效圖則可以列出以下方程：1)2)3)4)5) 其中，為電樞繞組電感，為電機(jī)的飛輪矩，為電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩函數(shù)，為阻尼系數(shù)。 可以使電動(dòng)機(jī)在四象限運(yùn)行。工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置2010，(2)：3436，67[9] 張麗華，電動(dòng)叉車用直流斬波調(diào)速器，起重運(yùn)輸機(jī)械，1999，(3)：2325[10] 劉海燕，基于Matlab的直流電動(dòng)機(jī)斬波調(diào)速系統(tǒng)，煤礦機(jī)械[11] 朱立圣,直流電機(jī)閉環(huán)控制