【正文】 動控制系統(tǒng)是通過控制電動機電壓、電流、頻率等輸入量，來改變工作機械的轉(zhuǎn)矩、速度、位移等機械量，使各種工作機械按人們期望的要求運行，以滿足生產(chǎn)工藝及其他應(yīng)用的需要。通過運動控制系統(tǒng)的課程設(shè)計達(dá)到以下幾個目的：培養(yǎng)學(xué)生文獻檢索的能力，特別是利用互聯(lián)網(wǎng)檢索文獻資料的能力。提高學(xué)生課程設(shè)計報告撰寫水平。要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨力完成課程設(shè)計的所有內(nèi)容，嚴(yán)禁抄襲。參考相關(guān)資料，消化設(shè)計內(nèi)容（1天）；按要求完成設(shè)計任務(wù)（）；按課程設(shè)計的規(guī)范要求撰寫設(shè)計報告（）。主要分析內(nèi)容：（1） 采用比例控制器，分析額定負(fù)載下的系統(tǒng)在階躍給定下的控制器輸出電壓、電樞電流以及輸出轉(zhuǎn)速的響應(yīng)特性，分析穩(wěn)態(tài)誤差并與理論計算結(jié)果相比較，分析比例控制系數(shù)Kp對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響并驗證理論臨界放大系數(shù)；分析系統(tǒng)起動過程及過載情況下，電流截止負(fù)反饋功能對電樞電流的抑制效果。本課程設(shè)計內(nèi)容要求學(xué)生設(shè)計一個轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的直流調(diào)速系統(tǒng)，并基于Matlab/Simulink建立其仿真模型，以此研究不同控制器參數(shù)下電機的起動、制動過程。3. 直流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)直流電機的正向與反向旋轉(zhuǎn)，是大多數(shù)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本要求。調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)必須基于轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)。變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)由升降速時間設(shè)定、U/f曲線、PWM調(diào)制和驅(qū)動、逆變器以及交流電動機等環(huán)節(jié)組成，本課程設(shè)計要求學(xué)生設(shè)計一個轉(zhuǎn)速開環(huán)的變壓變頻交流調(diào)速系統(tǒng)，并基于Matlab/Simulink建立系統(tǒng)仿真模型，分析系統(tǒng)特性。對于直流調(diào)速系統(tǒng)可采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)，采用電流負(fù)反饋能夠得到近似的恒流過程，并且要做到在起動過程只有電流負(fù)反饋，在達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時又只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不再讓電流負(fù)反饋發(fā)揮作用。根據(jù)之前所學(xué)知識，可以采用直流PWM可逆調(diào)速和VM可逆直流調(diào)速，兩種可逆調(diào)速系統(tǒng)各具優(yōu)勢。兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)裝置控制，都能靈活地控制電動機的起、制動和升、降速。因此，當(dāng)直流平均環(huán)流為零時，應(yīng)有正組的觸發(fā)延遲角等于反組的逆變角即α=β配合控制。主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路，對兩組晶閘管裝置的觸發(fā)角進行α=β配合控制實現(xiàn)無直流平均環(huán)流，在兩組晶閘管回路中加入四個環(huán)流電抗器來抑制瞬時脈動環(huán)流。 α=β配合控制的有環(huán)流系統(tǒng)的原理框圖 完美WORD格式編輯 專業(yè)資料整理分享 3 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 直流電動機的選擇型號：Z418011；額定功率：13kW；額定轉(zhuǎn)速:540 r/min。電流環(huán)設(shè)計完成后，把電流環(huán)等效成轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個環(huán)節(jié)，再用同樣的方法設(shè)計轉(zhuǎn)速環(huán)。l 從動態(tài)要求上看，實際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時有太大的超調(diào)，以保證電流在動態(tài)過程中不超過允許值，而對電網(wǎng)電壓波動的及時抗擾作用只是次要的因素，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主。本系統(tǒng)調(diào)節(jié)器限幅值=177。（2）對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。這個作用對系統(tǒng)的可靠運行來說是十分重要的。=20A。（4）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作 專業(yè)資料整理分享 4 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真框圖VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主電路采用的是兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆電路。 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析 電流控制器輸出值 電流環(huán)給定值 正向額定：（1）第一階段：突加給定電壓后，經(jīng)過兩個調(diào)節(jié)器的跟隨作用，、都上升，但是在沒有達(dá)到負(fù)載電流以前，電機不轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入偏差電壓變負(fù)值，使它開始退出飽和狀態(tài)，和很快下降，但是，只要仍大于負(fù)載電流，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。電動機轉(zhuǎn)速將減速到0，然后進入反向起動狀態(tài)，起動過程同正向額定過程相同。在向電動機發(fā)出反轉(zhuǎn)指令后，電流調(diào)節(jié)器的輸出電流不可能立即變?yōu)榉聪虻碾娏髯畲笾担娏髡{(diào)節(jié)器的輸出值會先迅速的減小到零，然后再反方向增加到負(fù)的最大值。對于轉(zhuǎn)速反向動態(tài)性能的提高，可以采用邏輯控制的無環(huán)流VM可逆調(diào)速系統(tǒng)。通過電動機轉(zhuǎn)速、電流仿真波形，分析可得VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)直流電動機的快速起動、制動、反轉(zhuǎn)。電流控制器的輸出值最終會達(dá)到最大輸出值，并保持穩(wěn)定，其輸出最大值是由電流調(diào)節(jié)器決定的。在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段，ASR和ACR都不飽和，ASR起主導(dǎo)作用。（2）第二階段：在這一階段，ASR始終是飽和的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，系統(tǒng)成為在恒值電流給