自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 的更合適的參數(shù)。圖9(a) 電流環(huán)的仿真結(jié)果沈 陽(yáng) 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 圖9(b) 無(wú)超調(diào)的仿真結(jié)果圖9(c) 超調(diào)量較大的仿真結(jié)果 轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真模型如圖12所示。KT===%KT===0%KT===%圖9（a）、(b)分別給定KT==，可以看出，給定量不同時(shí)，對(duì)應(yīng)超調(diào)量過(guò)渡過(guò)程時(shí)間不相同。沈 陽(yáng) 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （7）退飽和時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的計(jì)算=2（）（）=2*%**≈%＜10%滿足設(shè)計(jì)要求圖7 含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 電流環(huán)的仿真電流環(huán)的仿真模型如圖8所示，其中晶閘管整流裝置輸出電流可逆。根據(jù)所用測(cè)速發(fā)電機(jī)的波紋情況，取T=。電流環(huán)開環(huán)增益：要求≤5%時(shí)，應(yīng)取=，因此K==s≈ s于是，ACR的比例系數(shù)為=≈沈 陽(yáng) 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （4）校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率：= s校驗(yàn)晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件= s≈＞ 滿足近似條件校驗(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3=3* s≈＜ 滿足近似條件校驗(yàn)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件=* s≈ s＞ 滿足近似條件（5）計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容電流調(diào)節(jié)器原理圖如圖所示，按運(yùn)算放大器取R=40k，各電阻和電容值計(jì)算如下：*40k= k 取40 kC= C= 按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為=%≤5% 滿足設(shè)計(jì)要求沈 陽(yáng) 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 圖6 含給定濾波和反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)除電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)中已給出數(shù)據(jù)外，已知：轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)=電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和T= T+ T=。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，要求電流超調(diào)量≤5%。有測(cè)速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向文波，因此也需要濾波，濾波時(shí)間常數(shù)用T表示。用工程設(shè)計(jì)的方法來(lái)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器，應(yīng)按照設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)“先內(nèi)環(huán)后外環(huán)”的一般原則。圖4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程的轉(zhuǎn)速和電流波形沈 陽(yáng) 大 學(xué) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)由直流電動(dòng)機(jī)環(huán)節(jié)、功率驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)、電流轉(zhuǎn)速控制環(huán)節(jié)共同構(gòu)成，通過(guò)推導(dǎo)可以得到雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。由于在啟動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR歷經(jīng)了不飽和、飽和、退飽和三種情況，整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程就分為圖中標(biāo)明的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)階段。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出達(dá)到限沈 陽(yáng) 大 學(xué) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 幅值，輸入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。在啟動(dòng)過(guò)程中由于外環(huán)很快達(dá)到飽和，只有電流負(fù)反饋起作用，此時(shí)相當(dāng)于在最大允許起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況下進(jìn)行恒流起動(dòng)，系統(tǒng)能獲得最大的加速度，且電流和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋分別加到兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)速環(huán)起作用，系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，此時(shí)電流環(huán)只起跟隨作用，這樣就可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制，使系統(tǒng)能夠獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)[1]。并掌握其系統(tǒng)的組成、工作原理、調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)及Simulink仿真等內(nèi)容，同時(shí)在計(jì)算、繪圖、編號(hào)、設(shè)計(jì)說(shuō)明書等方面得到訓(xùn)練，為今后的學(xué)習(xí)工作奠定基礎(chǔ)。課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書專 業(yè)班 級(jí)姓 名設(shè) 計(jì) 起 止 日 期設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)任務(wù)（主要技術(shù)參數(shù)）：指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)： 簽字：年 月 日雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)班 級(jí)：08t自動(dòng)化1學(xué) 號(hào)：T0856120姓 名：周瑜指導(dǎo)教師：李雪飛設(shè)計(jì)時(shí)間：目 錄1 課程設(shè)計(jì)的目的……………………………………………………………… 12 課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容………………………………………………………… 1 系統(tǒng)的組成…………………………………………………………………… 1 系統(tǒng)的工作原理……………………………………………………………… 2 系統(tǒng)的靜特性分析…………………………………………………………… 2 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程分析………………………………………………………… 3 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 4 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 7
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