【正文】 應(yīng)略低于 dmI 。 武漢理工大學(xué)《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)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(dòng)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(gè)調(diào)節(jié)器的控制作用，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。問題是希望在起動(dòng)過程中只有電流負(fù)反饋，而不能讓它和轉(zhuǎn)矩負(fù)反饋同時(shí)加到一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不再靠武漢理工大學(xué)《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書 10 電流負(fù)反饋發(fā)揮主要的作用。這樣的理想起動(dòng)過程波形見圖 24，這時(shí)，起動(dòng)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(fù)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(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想地控制電流的動(dòng)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(shí)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(xué)《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)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(shí)間常數(shù) oiT 按需要選定，以濾平電流檢測信號(hào)為準(zhǔn)。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出達(dá)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(hào)使調(diào)節(jié)器退出飽和。 動(dòng)態(tài)速降 它是指電機(jī)由空載突加額定負(fù)載時(shí)最大的速度跌落（下降），這個(gè)值越小 ，表明系統(tǒng)響應(yīng)快，系統(tǒng)特性硬。但是只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，調(diào)速平滑性差，機(jī)械特性較軟；空載時(shí)幾乎沒什么調(diào)速作用；還會(huì)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(shí)間常數(shù)較小，能快速響應(yīng)，但是需要大容量可調(diào)直流電源。這樣的設(shè)計(jì)能夠達(dá)到任務(wù)要求的靜態(tài)指標(biāo)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)。近年來交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動(dòng)系統(tǒng)在理論上和實(shí)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(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以應(yīng)該很好地掌握直流調(diào)速系統(tǒng)。 在實(shí)際應(yīng)用中，電動(dòng)機(jī)作為把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的主要設(shè)備，首先要具有較高的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率；其次應(yīng)能根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求控制和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。武漢理工大學(xué)《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書 1 PWMM 可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)主磁通 ? ..................................... 5 改變電樞回路電阻 R ..................................... 5 調(diào)速指標(biāo) .................................................... 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(dòng)態(tài)速降 ............................................... 6 恢復(fù)時(shí)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(dòng)過程 .................................... 8 理想啟動(dòng)過程 ........................................... 8 實(shí)際啟動(dòng)過程分析 ...................................... 10 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程三個(gè)特點(diǎn)： ......................... 12 飽和非線性控制 ........................................ 12 準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制 ........................................ 12 轉(zhuǎn)速超調(diào) .............................................. 12 武漢理工大學(xué)《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)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(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算 ........................... 15 三、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 ......................................... 16 設(shè)計(jì)初始條件 ............................................... 16 要求完成的主要任務(wù) ......................................... 16 四 、 PWMM 調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................... 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(shè)計(jì) ........................................... 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(jì)算 .................................... 21 參數(shù)校驗(yàn) .............................................. 23 計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容 .................................. 24 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) ........................................... 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(jì)算 ................................ 28 參數(shù)校驗(yàn) .............................................. 28 計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容 .................................. 29 調(diào)速范圍靜差率的計(jì)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(huì)及小結(jié) ......................................... 34 七、參考文獻(xiàn) .............................................. 35 武漢理工大學(xué)《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書 3 武漢理工大學(xué)《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)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(dāng)代工業(yè)上 PWM 控制調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)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(duì)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，在某一負(fù)載下人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)、制動(dòng)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(dòng)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。因此，為了使調(diào)速達(dá)到高精度、高準(zhǔn)度的要求，本次設(shè)計(jì)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(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無級(jí)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(dòng)機(jī)電樞回路外串電阻進(jìn)行調(diào)速的方法，設(shè)備簡單，操