【正文】 革，開始進入晶閘管時代。目前，需要高性能可控電力拖動的領域多數(shù)都采用直流調(diào)速系統(tǒng)。[1,3,5]。 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)簡介 系統(tǒng)的組成由前面的分析可知，開環(huán)系統(tǒng)不能滿足較高的調(diào)速要求。這就組成了轉速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 系統(tǒng)的工作原理改變轉速給定電壓Un的大小，就可以改變直流電動機的轉速，實現(xiàn)平滑調(diào)速。由此可知，閉環(huán)系統(tǒng)能減小穩(wěn)態(tài)降速的實際在于它的自動調(diào)節(jié)作用，在于它能隨著負載的變化而相應地改變整流電路。在采用電流截止負反饋和轉速負反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，一個調(diào)節(jié)器需完成兩種調(diào)節(jié)任務：正常負載時實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)，過載時進行電流調(diào)節(jié)。 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，即要控制轉速，實現(xiàn)轉速無靜差調(diào)節(jié)，又要控制電流使系統(tǒng)在充分利用電動機過載能力的條件下獲得最佳過度過程，其關鍵是處理好轉速控制和電流控制之間的關系，就是將兩者分開，用轉速調(diào)節(jié)器ASR調(diào)節(jié)轉速，用電流調(diào)節(jié)器ACR調(diào)節(jié)電流。 調(diào)節(jié)器輸出限幅值的整定在雙閉環(huán)系統(tǒng)中轉速調(diào)節(jié)器ASR的輸出電壓Ui是電流調(diào)節(jié)器ACR的電流給定信號，其限幅值Uim為最大電流給定值，因此，ASR的限幅值完全取決于電動機所允許的過載能力和系統(tǒng)對最大加速度的需要。由于PI調(diào)節(jié)器的積分作用，在調(diào)速系統(tǒng)停車期間，調(diào)節(jié)器會因輸入干擾信號的作用呈現(xiàn)出較大的輸出信號，而使電動機爬行，這在控制上是不允許的，因此對調(diào)速系統(tǒng)中具有積分作用的調(diào)節(jié)器，在沒有給出電動機啟動指令之前，必須將它的輸出“鎖”到零電位上，簡稱為調(diào)節(jié)器鎖零[5,6,7]。根據(jù)上述要求，鎖零電路只需兩個信號來控制調(diào)節(jié)器“鎖零”與“開放”兩個狀態(tài)。制動停車時：Un=0, Ufn≠0，調(diào)節(jié)器鎖零解除，并處于正常工作狀態(tài)。 調(diào)節(jié)器鎖零當Un=Ufn=0時，鎖零調(diào)節(jié)電路使場效應管導通，從而使調(diào)節(jié)器鎖零。其中的轉速、電流調(diào)節(jié)器ASR、ACR這兩個環(huán)節(jié)的輸入與輸出穩(wěn)態(tài)關系無法用放大系數(shù)表示，而用帶限幅輸出的PI調(diào)節(jié)器的輸出特性表示。當調(diào)節(jié)器飽和時，輸出為恒值，且不在受輸入量變化的影響，除非有反向的輸入量使調(diào)節(jié)器退出飽和；當調(diào)節(jié)器不飽和時，其比例積分控制作用總是使穩(wěn)態(tài)輸入偏差電壓△U為零。由于ASR不飽和，因此UiUim,由式（）知IdIdm，這表明n0—A段靜特性從Id=0（理想空載狀態(tài)）一直延續(xù)到Id= Idm，而在一般情況下IdmId，這正是靜特性的運行段。式（）—B段。這就是采用兩個PI調(diào)節(jié)器分別形成內(nèi)、外兩個閉環(huán)的效果。這些關系反映了PI調(diào)節(jié)器與P調(diào)節(jié)器的不同之處在于：P調(diào)節(jié)器的輸出量正比與輸入量，而PI調(diào)節(jié)器的輸出量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關系，完全由它后面環(huán)節(jié)的需要決定。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)分析 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型[9—12]。當雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓Un由靜止狀態(tài)開始啟動時。在這一階段中，ASR由不飽和很快達到飽和，而ACR一般不飽和，以確保電流環(huán)的調(diào)節(jié)作用，這些都是在系統(tǒng)設計時必須考慮和給予保證的。在電流環(huán)實現(xiàn)恒流調(diào)節(jié)的過程中，反電勢E是一個線性漸增的擾動量。上述情況表明，恒流調(diào)節(jié)過程一直伴隨著對反電勢擾動的調(diào)節(jié)過程，反電勢擾動對電流的影響為ACR的積分作用所補償，為了保證電流環(huán)的這種恒流調(diào)節(jié)作用，在啟動過程中，ACR不能飽和。③ 第Ⅲ階段（t2t4）：轉速超調(diào)進入穩(wěn)定的階段，即轉速調(diào)節(jié)階段。該階段的特點是ASR、ACR都不飽和，同時起調(diào)節(jié)作用。因此，在突加（減）負載時，必然會引起動態(tài)轉速降（升）。因此，在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓波動引起的動態(tài)速降（升）要比單閉環(huán)系統(tǒng)小得多。直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)的工程設計[13]，包括對某些簡單的典型低階系統(tǒng)進行深入研究，找出適合與給定性能指標的控制規(guī)律；確定系統(tǒng)預期的開環(huán)傳遞函數(shù)和開環(huán)頻率特性的形式；選擇調(diào)節(jié)器結構，計算調(diào)節(jié)器參數(shù)。目前都采用由內(nèi)向外，一環(huán)包圍一環(huán)的系統(tǒng)結構。每個環(huán)的設計都是把該環(huán)校正成典型系統(tǒng)，以便獲得預期的性能指標。如果電網(wǎng)電壓發(fā)生突變(如降低)時，整流器輸出電壓也會隨之變化(降低)，引起主回路電流變化(減小)，由于快速性好，不經(jīng)過電動機機械環(huán)節(jié)的電流反饋環(huán)的作用，立即使調(diào)節(jié)器的輸出變化(增大)，則α也變化（變小)，最后使整流器輸出電壓又恢復(增加)致電原來的數(shù)值，這就抑制了上回路電流的變化。 電流環(huán)的控制對象由電樞回路形成的大慣性環(huán)節(jié)和晶閘管變流裝置，電流檢測及其反饋濾波等小慣性群組成，可以根據(jù)具體系統(tǒng)的要求，將電流環(huán)校正成典Ⅰ系統(tǒng)或典Ⅱ系統(tǒng)。當?shù)扔诨蚪咏o定值時，系統(tǒng)達到平衡，電動機在給定數(shù)值下以較高的轉速穩(wěn)定轉動。同樣道理，當電動機負載下降，或交流電壓提高時，系統(tǒng)將按與上相反調(diào)節(jié)，最后能維持電動機近似轉速不變。并以此為基礎對系統(tǒng)超調(diào)量進行計算，看是否符合設計需要。觸發(fā)整流環(huán)放大倍數(shù)KS=75。 電流環(huán)的設計1. 確定時間常數(shù)（1）整流裝置滯后時間常數(shù)Ts。（3）電流環(huán)小時間常數(shù)之和。檢查對電源電壓的抗擾性能：,，各項指標都是可以接受的，因此基本確定電流調(diào)節(jié)器按典型I型系統(tǒng)設計。（2） 忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件 （24）滿足近似條件。由前述已知，則 （29）（2）轉速濾波時間常數(shù)，根據(jù)所用測速發(fā)電機紋波情況，取.（3）轉速環(huán)小時間常數(shù)。5．計算調(diào)節(jié)器電阻和電容 所示，取，則 ，取 （218） , 取 （219） , 取 （220） 含濾波環(huán)節(jié)的PI型轉速調(diào)節(jié)器當h=5時，不能滿足設計要求。當時，而調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 （221） 根據(jù)式（624）計算得 （222）能滿足設計要求。10V。通過仿真發(fā)現(xiàn)仿真的轉速超調(diào)量大于設定值，所以在仿真中通過調(diào)節(jié)轉速微分負反饋環(huán)節(jié)來抑制超調(diào)。轉速達到一個穩(wěn)定值，系統(tǒng)無靜差運行，其中在5秒的時候輸入一個負載擾動量，速降達到了。例如: 將可控硅觸發(fā)和整流環(huán)節(jié)近似地看作一階慣性環(huán)節(jié), 設計電流環(huán)時不考慮反電勢變化的影響。如: 可控硅觸發(fā)和整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K S 和失控時間 , 這些都是非線性參數(shù), 但在仿真中被近似看作常數(shù)。以上一些原因,在應用工程設計方法時應該注意的, 以減小理論設計與實際之間的差距。但是在完成這個設計的時候，我總是被一些小的，細的問題擋住前進的步伐，讓我總是為了解決一個小問題而花費很長的時間。其次，多和同學討論。在設計的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，這樣可以方便自己解決問題。本次課程設計為對我將來的畢業(yè)設計和工作需要打下了扎實的基礎