基于v-m的雙閉環(huán)直流運動控制系統(tǒng)的設計和校正開題報告-免費閱讀
【正文】 電源選型，根據(jù)需要進行放大器、可控電源、反饋裝置的選型，得出參數(shù)，進行系統(tǒng)的具體計算。電流環(huán)的另一個重要作用是對電網(wǎng)電壓波動的及時調(diào)節(jié)，從提高抗擾性能的觀點出發(fā)又希望吧電流環(huán)校正成典型II型系統(tǒng)。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，叫做內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)環(huán)在外邊，叫做外環(huán)。 生產(chǎn)機械運動的驅(qū)動電動機D：PN=10kW，UN=220V，IN=Id=55A， nN=1000r/min，Ra=，Ce=整體上內(nèi)容較為單一，不像以上基本著作那么覆蓋多學科交叉內(nèi)容。比如詳細得論述了觸發(fā)脈沖相位角的控制。涵蓋了自動控制理論、電力電子技術(shù)、機電與拖動基礎、計算機控制系統(tǒng)、檢測技術(shù)、電路等多方面。但電機的開環(huán)運行性能（靜差率和調(diào)速范圍）遠遠不能滿足要求。第二是在辨識，參數(shù)估值以及控制算法魯棒性方面的理論和方法的成熟，使得應用現(xiàn)代控制理論能夠取得更好的控制效果。1．3 國內(nèi)外的主要研究工作和研究成果 近30年來，電力拖動系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展。 最早由德國BOSCH公司推出，用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間數(shù)據(jù)通信。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展。20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。DCS產(chǎn)品雖然在原理上并沒有多少突破，但由于技術(shù)的進步、外界環(huán)境變化和需求的改變，共出現(xiàn)了三代DCS產(chǎn)品。從90年代開始，陸續(xù)出現(xiàn)了現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、基于PC的控制系統(tǒng)等。直流電動機因具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動領域中得到了廣泛應用。有效地控制電機，提高其運行性能，對國民經(jīng)濟具有十分重要的現(xiàn)實意義。所以以此為課題進行研究具有一定的實用價值。同時，開發(fā)DCS還應強調(diào)向用戶提供整個系統(tǒng)。由于第一代PLC是為了取代繼電器的，因此，采用了梯形圖語言作為編程方式，形成了工廠的編程標準。 上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。VME總線最新產(chǎn)品已經(jīng)采用了500MHz的Pentium Ⅲ處理器。由于CPCI總線工控機良好地解決了可靠性和可維護性問題，而且基于Microsoft的軟件和開發(fā)工具的價位比較低，所以，CPCI工控機得以迅速打入嵌入式產(chǎn)品市場。 (2) 控制局域網(wǎng)(Control Area Network，CAN)控制網(wǎng)絡在當前的過渡時期具有較強的競爭力，得到了較快的發(fā)展。由于晶體管是既能控制導通又能控制關斷的全控型器件，其性能優(yōu)良，以大功率晶體管為基礎組成的晶體管脈寬調(diào)制（PWM）直流調(diào)速系統(tǒng)在直流傳動中使用呈現(xiàn)越來越普遍的趨勢。 本文主要開展的研究工作 根據(jù)本課題的實際情況，宜從以下幾個方面入手分析： （1）直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理及數(shù)學模型； （2）雙閉環(huán)直流調(diào)速的工程設計； （3）應用MATLAB軟件對設計的系統(tǒng)進行仿真和校正。因而同時對速度和電流進行控制，成為實現(xiàn)高動態(tài)性能電機控制系統(tǒng)所必須完成的工作。內(nèi)容包含：機電、控制電器、檢測元件、拖動基礎、傳動系統(tǒng)的過渡過程、有觸點控制、電力電子技術(shù)、直流伺服、交流伺服、步進電動機的開、閉環(huán)控制系統(tǒng)等。但是側(cè)重于系統(tǒng)的問題?？傊?，本設計課題是一個多學科交織的，涉及的只是很廣，需要參考多門專著學習基本知識技能才能完成最終的設計任務。怎樣才能做到這種既存在轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋作用，又使它們只能分別在不同的階段起作用呢?雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)正是用來解決這個問題的。通過輸入階躍信號1（t），得到晶閘管觸發(fā)與整流裝置的輸入輸出關系式，再經(jīng)過拉式變換得到其原始傳遞函數(shù)是一個非最小相位系統(tǒng)，最后依據(jù)工程近似處理的原則，忽略高次項，可把整流裝置近似看作一階慣性環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)可以表示為 其動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如有圖所示圖35 晶閘管觸發(fā)與整流裝置動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)各環(huán)節(jié)設計和校正 電流調(diào)節(jié)器 （1）電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡化圖 36 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖Toi—電流反饋濾波時間常數(shù) Ton—轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù) 如圖36所示反電動勢E與電流反饋的作用相互交叉，給設計帶來麻煩，須簡化。圖310 含濾波環(huán)節(jié)的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 變壓器參數(shù)計算 一般情況下，晶閘管變流裝置所要求的交流供電電壓與電網(wǎng)電壓是不一致的，所以需要變流變壓器，通過變壓器進行電壓變換，并使裝置于電網(wǎng)隔離，減少電網(wǎng)于晶閘管變流裝置的互相干擾。其工作界面如圖313和314所示。 （1）轉(zhuǎn)速環(huán)的簡化a)b)c)圖 39 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖及簡化a)用等效環(huán)節(jié)代替
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