雙閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型II型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求。實(shí)際上，突加階躍給定時(shí)，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按ASR退飽和的情況重新計(jì)算超調(diào)量。 圖15 轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖4 采用MATLAB對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真 利用MATLABSIMULINK對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，系統(tǒng)框圖和仿真結(jié)果如下所示。階躍給定輸入信號(hào)經(jīng)過一個(gè)慣性環(huán)節(jié)輸出，與反饋環(huán)節(jié)的比較作為ASR的輸入，ASR輸出限幅，控制輸出直流電壓幅值大小。 圖中subsystem是新建的一個(gè)系統(tǒng)，通過設(shè)計(jì)參數(shù)，其等效為ASR或者ACR，只是兩者的參數(shù)設(shè)置不一樣，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，包含比例環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)，如圖19所示。選擇KT=，超調(diào)越大，但上升時(shí)間越短。得到轉(zhuǎn)速環(huán)的抗擾波形圖如圖22所示。本次課題是直流電動(dòng)機(jī)的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我選擇了雙閉環(huán)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，即用PWM波驅(qū)動(dòng)控制的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過本次設(shè)計(jì)讓我們深入理解了課本所學(xué)知識(shí)，對(duì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)過程有了更深入的了解。 在此次課程設(shè)計(jì)毫無疑問還鍛煉了我們的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的重要思想。兩周的實(shí)訓(xùn)雖然時(shí)間很短，但是這個(gè)過程卻充滿了挑戰(zhàn)，每一個(gè)挑戰(zhàn)的完成之后我們都覺得十分的充實(shí)而有意義，感謝我們的電力拖動(dòng)老師程老師對(duì)我們的認(rèn)真指導(dǎo)，讓我們順利的完成了本次設(shè)計(jì)的要求。祝老師：工作順利，身體健康。最后，還要感謝我們程老師的辛勤付出和悉心指導(dǎo)，在您的辛苦帶領(lǐng)下我們才能在短短的兩周內(nèi)順利的完成本次意義匪淺的設(shè)計(jì)。另外，我認(rèn)為光靠自己一個(gè)人的力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，當(dāng)自己遇到問題實(shí)在解決不了時(shí)，可以和同學(xué)共同探討，尋找解決辦法。設(shè)計(jì)時(shí)借助MATLAB軟件進(jìn)行直流調(diào)速系統(tǒng)分析，進(jìn)一步熟悉了MATLAB中SIMULINK的仿真。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于給定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的積分作用使輸出增加，即電流給定上升，并通過電流環(huán)調(diào)節(jié)使電動(dòng)機(jī)電流增加，從而使電動(dòng)機(jī)獲得加速轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加速上升，電機(jī)啟動(dòng)性能良好，滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和穩(wěn)定性。電流上升階段、恒流升速階段和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)（退飽和）階段。突加給定電壓，電流迅速上升至最大值，存在一定的超調(diào)，因給定輸入達(dá)到限幅值，強(qiáng)迫電樞電流上升階段結(jié)束，電流減小達(dá)到給定值并維持穩(wěn)定。若仿真時(shí)間設(shè)為5s,可以設(shè)定在3s時(shí)加入負(fù)載的擾動(dòng)。電流反饋環(huán)節(jié)加上PI調(diào)節(jié)器，使穩(wěn)態(tài)輸出無靜差。 調(diào)節(jié)器電容和電阻值計(jì)算按所用運(yùn)算放大器取，各電阻和電容值計(jì)算如下： 取470 取2 PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如圖14所示。 （2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 (23) 滿足簡(jiǎn)化條件。 圖13 電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 速度調(diào)節(jié)器ASR設(shè)計(jì) 時(shí)間常數(shù)的設(shè)定 在電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)中為了達(dá)到電流超調(diào)的要求（），所以電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)為： (15) 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)。 （2）校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件 (12)滿足近似條件。PWM裝置的延遲時(shí)間，一般選取 = (3) 其中，開關(guān)器件IGBT的頻率，取5K. 電流濾波時(shí)間常數(shù)和轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù) PWM變換器電流濾波時(shí)間常數(shù)的選擇與晶閘管控制電路有所區(qū)別，這里選擇電流濾波時(shí)間常數(shù) (4) 根據(jù)所有發(fā)電機(jī)紋波情況 反饋系數(shù)的確定 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) (5) 電流反饋系數(shù) (6) 電流調(diào)節(jié)器ACR的設(shè)計(jì) 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)計(jì)算 按小時(shí)間按常數(shù)近似處理，取 (7) 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，并保證穩(wěn)態(tài)時(shí)在電網(wǎng)電壓的擾動(dòng)下系統(tǒng)無靜差，可以按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性的，因此可以采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可見式（8）。IR2110采用CMOS施密特觸發(fā)輸入，兩路具有滯后欠壓鎖定。兩路輸出單獨(dú)使用時(shí)，輸出脈沖占空比為0%~45%，脈沖頻率為振蕩頻率的一半。本設(shè)計(jì)采用集成脈寬調(diào)制器SG3524作為脈沖信號(hào)發(fā)生的核心元件。電流檢測(cè)電路如圖10所示。同速度調(diào)節(jié)器，DD2構(gòu)成限幅電路，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起到堵轉(zhuǎn)以及過流保護(hù)作用。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR電路設(shè)計(jì)中采用運(yùn)算放大器TL082作為系
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