【正文】 電流環(huán)的仿真………………………………………………………………… 9 轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真………………………………………………………………… 11 過電流保護…………………………………………………………………… 163 設(shè)計結(jié)果分析…………………………………………………………………… 17 電壓變化和負載變化引起的擾動情況……………………………………… 17 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)存在的缺點及解決方案………………… 18 電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用…………………………………………… 19 采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的理由…………………………… 194 設(shè)計心得體會…………………………………………………………………… 21參考文獻…………………………………………………………………………… 22課程設(shè)計說明書 1 課程設(shè)計的目的《自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計》是學(xué)習(xí)理論課程之后的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。充分發(fā)掘自身的潛力，開拓思路設(shè)計雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng)。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器。分析靜特性的關(guān)鍵是掌握PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征，一般使存在兩種狀況：飽和—輸出達到限幅值，不飽和—輸出未達到限幅值。圖3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖——轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) ——電流反饋系數(shù) 系統(tǒng)的動態(tài)過程分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓U由靜止狀態(tài)起動時，轉(zhuǎn)速和電流的動態(tài)起動過程如圖4所示。第Ⅲ階段是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。其次，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)包含可電流、轉(zhuǎn)速兩個控制回路，所以系統(tǒng)不能簡單地用線性控制理論分析[2]。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖5所示，圖中增加了濾波環(huán)節(jié)，包括電流濾波、轉(zhuǎn)速濾波和兩個給定信號的濾波環(huán)節(jié)。min/r，允許過載倍數(shù)=；晶閘管裝置放大系數(shù)：K=44；電樞回路總電阻：R=1；沈 陽 大 學(xué) 課程設(shè)計說明書 時間常數(shù)：T=，T=；電流反饋系數(shù)：=（≈10V/）。為了基本濾平波頭，應(yīng)有（1～2）T=，因此取T=2ms=。（3）計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)：=。由電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計，已取=，則=2T=2*=轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)T。按ASR退保和的情況重新計算超調(diào)量。以KT=Ⅰ系統(tǒng)的設(shè)計方+，很快地得到了電流環(huán)的階躍響應(yīng)沈 陽 大 學(xué)課程設(shè)計說明書 的仿真結(jié)果如圖9(b)所示，無超調(diào)，但上升時間長；以KT=+，同樣得到了電流環(huán)的階躍響應(yīng)的仿真結(jié)果如圖9(c)所示，超調(diào)大，但上升時間短。KT過大時，系統(tǒng)的動態(tài)性能滿足不了使用要求的需要。圖11（a）的PI參數(shù)是根據(jù)上述轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計的結(jié)果設(shè)定的，參數(shù)關(guān)系是KT=。給定KT=2時，%；而當給定KT=，%。把負載電流的設(shè)置為136，滿載起動，其轉(zhuǎn)速與電流響應(yīng)曲線如圖12(a)所示，起動時間延長，退飽和超調(diào)量減少。給定KT=2時，%；而當給定KT=，%?？梢赃x擇用穩(wěn)壓管或電壓比較器。nbsp。同時，從實際觀測的角度出發(fā)，為消除存在的干擾，需要對電機系統(tǒng)的輸出（從實時情況下測量得到電機的轉(zhuǎn)動速度）和系統(tǒng)狀態(tài)進行濾波處理[3]。因此，負載變化的過程是ASR調(diào)節(jié)作用的過程，依靠它的輸出電壓的相應(yīng)變化，使ACR和晶閘管整流裝置的輸出電壓的變化來補償負載電壓I在主電路電阻上引起的電壓變化，以保證穩(wěn)定狀態(tài)下電動機的轉(zhuǎn)速等于給定轉(zhuǎn)速。（1）轉(zhuǎn)速從高速變低速時控制系統(tǒng)失控。（3）啟動結(jié)束時，轉(zhuǎn)速必須出現(xiàn)超調(diào)才能使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR退出飽和狀態(tài)。一是瞬間降低轉(zhuǎn)速給定電壓，二是自動提高轉(zhuǎn)速反饋電壓。（2）對負載變化起抗擾作用。（3）在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中，保證獲得電動機允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程。 采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的理由同開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制具有一系列優(yōu)點。單閉環(huán)速度反饋調(diào)速系統(tǒng)，采用PI控制器時，可以保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差為零。在要求較高的調(diào)速系統(tǒng)中，一般有兩個基本要求：一是能夠快速啟動制動；二是能夠快速克服負載、電網(wǎng)等干擾。沈 陽 大 學(xué)課程設(shè)計說明書 4 設(shè)計心得體會通過了一周的自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計，讓我懂得了更多與專業(yè)方面知識有關(guān)的東西，為下學(xué)期的學(xué)習(xí)打下了更堅實的基礎(chǔ)。在分析其動態(tài)過程中，我發(fā)現(xiàn)了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)存在的三個問題，并一一列出，但后面我也分析了為什么選用雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，其優(yōu)點和特性。但最終我選擇了第二種，利用電壓比較器—LM393，一個輸入端輸入來自電流檢測的電流信號；另一個輸入端輸入過電流設(shè)定值。這次課程設(shè)計中，我還遇到了很多問題，但最終經(jīng)過我的努力，翻閱書籍、請問老師同學(xué)等等我都一一克服了，直到最后設(shè)計