【正文】 應略低于 dmI 。 武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書 11 （ 2） 第 Ⅱ 階段 恒流升速階段 從電流升到最大值 dmI 開始，到轉(zhuǎn)速升到給定值為止，屬于恒流升速階段，是起動過程中的主要階段。 （ 1） 第 Ⅰ 階段 電流上升的階段 突加給定電壓后，通過兩個調(diào)節(jié)器的控制作用，電動機開始轉(zhuǎn)動。問題是希望在起動過程中只有電流負反饋，而不能讓它和轉(zhuǎn)矩負反饋同時加到一個調(diào)節(jié)器的輸入端，到達穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負反饋，不再靠武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書 10 電流負反饋發(fā)揮主要的作用。這樣的理想起動過程波形見圖 24，這時，起動電流呈方形波，而轉(zhuǎn)速是呈線性增長的。 在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，只有電流截至負反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只是在超過臨界電流 Idcr 值以后，靠強烈的負反饋作用限制電流的沖擊，并不能很理想地控制電流的動態(tài)波形。根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入時間常數(shù) onT 的給定濾波環(huán)節(jié)。這樣的濾波環(huán)節(jié)傳武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書 8 遞函數(shù)可用一階慣性環(huán)節(jié)來表示，其濾波時間常數(shù) oiT 按需要選定，以濾平電流檢測信號為準。當調(diào)節(jié)器飽和時，輸出達到限幅值，輸出量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號使調(diào)節(jié)器退出飽和。 動態(tài)速降 它是指電機由空載突加額定負載時最大的速度跌落（下降），這個值越小 ，表明系統(tǒng)響應快，系統(tǒng)特性硬。但是只能進行有級調(diào)速，調(diào)速平滑性差，機械特性較軟；空載時幾乎沒什么調(diào)速作用；還會在調(diào)速電阻上消耗大量電能。)(sUi? )(sE)(sIdL??1sTon)(n?ASR1?oicdACR1?TKss0Ud/1RlTmeC1oi?n1?sTon?電 流 環(huán)變化遇到的時間常數(shù)較小，能快速響應，但是需要大容量可調(diào)直流電源。這樣的設計能夠達到任務要求的靜態(tài)指標和動態(tài)指標。近年來交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動系統(tǒng)在理論上和實踐上都比較成熟，而且從反饋閉環(huán)控制的角度來看，它是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎，所以應該很好地掌握直流調(diào)速系統(tǒng)。 在實際應用中，電動機作為把電能轉(zhuǎn)換為機械能的主要設備，首先要具有較高的機電能量轉(zhuǎn)換效率；其次應能根據(jù)生產(chǎn)機械的工藝要求控制和調(diào)節(jié)電動機的旋轉(zhuǎn)速度。武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書 1 PWMM 可逆調(diào)速系統(tǒng)設計 《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書 目錄 摘要 ....................................................... 4 一、直流調(diào)速介紹 ............................................ 5 調(diào)速定義 .................................................... 5 調(diào)速方法 .................................................... 5 調(diào)節(jié)電樞供電電壓 U ..................................... 5 改變電動機主磁通 ? ..................................... 5 改變電樞回路電阻 R ..................................... 5 調(diào)速指標 .................................................... 6 調(diào)速范圍（包括：恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范 圍 /恒功率調(diào)速范圍） ........ 6 動態(tài)速降 ............................................... 6 恢復時間 ............................................... 6 二、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)介紹 ................................... 7 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 .............................. 7 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程 .................................... 8 理想啟動過程 ........................................... 8 實際啟動過程分析 ...................................... 10 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程三個特點： ......................... 12 飽和非線性控制 ........................................ 12 準時間最優(yōu)控制 ........................................ 12 轉(zhuǎn)速超調(diào) .............................................. 12 武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書 2 PI 調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征 ......................................... 13 速調(diào)節(jié)器不飽和 ........................................ 13 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和 ........................................ 14 各變量的穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算 ........................... 15 三、設計任務及要求 ......................................... 16 設計初始條件 ............................................... 16 要求完成的主要任務 ......................................... 16 四 、 PWMM 調(diào)速系統(tǒng)設計 ...................................... 17 直流 PWMM調(diào)速系統(tǒng) ......................................... 17 UPE環(huán)節(jié)的電路波形分析 ...................................... 18 電流調(diào)節(jié)器 的設計 ........................................... 20 電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖的化簡 ................................. 20 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)計算 .................................... 21 參數(shù)校驗 .............................................. 23 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容 .................................. 24 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計 ........................................... 24 電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù) .............................. 24 轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)的化簡和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 ................ 25 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)的計算 ................................ 28 參數(shù)校驗 .............................................. 28 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容 .................................. 29 調(diào)速范圍靜差率的計算 ....................................... 29 五、系統(tǒng)仿真 .............................................. 31 仿真軟件 Simulink 介紹 ...................................... 31 Simulink 仿真步驟 ........................................... 31 雙閉環(huán)仿真模型 ............................................. 32 雙閉環(huán)系統(tǒng)仿真波形圖 ....................................... 32 六、心得體會及小結(jié) ......................................... 34 七、參考文獻 .............................................. 35 武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書 3 武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書 4 摘要 為了滿足生產(chǎn)工藝要求，需要改變工作速 度，在當代工業(yè)上 PWM 控制調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地應用，軋制品種和材料厚度的不同，也要求采用不同的速度。電氣調(diào)速就是對機械的電動機進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，在某一負載下人為地改變電動機的轉(zhuǎn)速。直流電動機具有良好的起動、制動性能，適宜在較大范圍內(nèi)調(diào)速，在許多需要高性能可控電力拖動領域中得到廣泛的應用。因此，為了使調(diào)速達到高精度、高準度的要求，本次設計使用了電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，以此來組成雙閉環(huán)，電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)。對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，這種方法最好。 改變電樞回路電阻 R 在電動機電樞回路外串電阻進行調(diào)速的方法，設備簡單，操