【正文】 .....215 系統(tǒng)調(diào)試 ................................................................22 系統(tǒng) MATLAB 仿真 .......................................................22 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置 .................................................22 系統(tǒng)仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析 .........................................236 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..................................................23 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性 ..........................................24 系統(tǒng)組成 ............................................................24 靜特性 .............................................................25 穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算 .........................................................25 傳遞函數(shù) .............................................................26總 結(jié) ...................................................................28致 謝 ..................................................................29參考文獻(xiàn) .................................................................30 直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1．緒論1．1 直流調(diào)速系統(tǒng)的概述三十多年來(lái)，直流電機(jī)調(diào)速控制經(jīng)歷了重大的變革。近年來(lái)，交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動(dòng)系統(tǒng)無(wú)論在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，并且從反饋閉環(huán)控制的角度來(lái)看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以直流調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中有著舉足輕重的作用。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(jiǎn)單，操作方便。（2）靜止可控整流器。2 總體方案設(shè)計(jì) 方案比較方案一：?jiǎn)伍]環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是指只有一個(gè)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。該方案的原理框圖如圖 所示。 方案選擇，各參數(shù)間相互影響，難于進(jìn)行調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)參數(shù)的調(diào)整，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能不夠好。因調(diào)速精度要求較高，故選用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)要求一、根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成雙閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算、判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性、繪制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速給定電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速給定電路主要由滑動(dòng)變阻器構(gòu)成，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器即可獲得相應(yīng)大小的給定信號(hào)。其電路原理圖如圖 所示。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)在突加給定下的跟隨性能、動(dòng)態(tài)限流性能和抗擾動(dòng)性能等，都比單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)好。為達(dá)到這個(gè)目的, 采用電流截止負(fù)反饋的系統(tǒng), 它能得到啟動(dòng)電流波形, 。帶有速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)便是在這種要求下產(chǎn)生的。PI兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的。電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器均為具有限幅輸出的 PI 調(diào)節(jié)器，當(dāng)輸出達(dá)到飽和值時(shí)，輸出量的變化不再影響輸出，除非產(chǎn)生反向的輸入才能使調(diào)節(jié)器退出飽和。因此，對(duì)于靜特性來(lái)說(shuō)，只有調(diào)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種狀況：（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和：穩(wěn)態(tài)時(shí)，他們的輸入偏差電壓都是零，因此 ，*0nU??而得到下圖 靜特性的 CA 段。這就是采用兩個(gè) PI 調(diào)節(jié)器分別形成內(nèi)、外兩個(gè)閉環(huán)的效果。主要是抗負(fù)載擾動(dòng)和抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的性能。（3）在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過(guò)程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過(guò)程。Ts=0. 1ms=。3. 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)： 。rVnIUCNae min/.????轉(zhuǎn)速截止頻率為： （418）111 ?????ssKnN??（1）電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為： 滿足簡(jiǎn)化條件。*n i/3N?根據(jù)式（221）計(jì)算得 %%????n?滿足設(shè)計(jì)要求。 系統(tǒng)仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析當(dāng)建模和參數(shù)設(shè)置完成后，即可開(kāi)始進(jìn)行仿真。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR 輸入端出現(xiàn)負(fù)偏差電壓，使它退出飽和狀態(tài)，進(jìn)入線性調(diào)節(jié)階段，使轉(zhuǎn)速保持恒定，實(shí)際仿真結(jié)果基本上反映了這一點(diǎn)。3）直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器——用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開(kāi)關(guān)器件斬波或進(jìn)行脈寬調(diào)制，以產(chǎn)生可變的平均電壓。運(yùn)用結(jié)構(gòu)圖運(yùn)算法同樣可以推出式（61）所表示的靜特性方程式，如下： （61）)1()(*KCRIUKnedensp??? 穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算: （62）min/)(23)( rSDnNcl ???????： (63)rVrVRIUCNae min/??????開(kāi)環(huán)系統(tǒng)額定速降為： )(i,/.95i/?????RIneNop則閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)為： （64）????clopnK因?yàn)椋?msTsfTmsl2.,.,3??直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) （65）120,).(322??????KTKslml 取轉(zhuǎn)速反饋系數(shù): rVrVnUN min/?????電壓放大系數(shù):，取 =3.).(, ???s?運(yùn)算放大器的放大數(shù):， （66）../????espC? 164取 傳遞函數(shù)圖 反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖由圖可見(jiàn)，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)是： ).()10.(2)( ??????ssTTKWmlms（37）)2760.(9.. ?? s應(yīng)用 PI 調(diào)節(jié)器校正，其傳遞函數(shù)為：直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) ， (38)sKWpipi?1)(??其中， ， .0sFK03..1?????校正后傳遞函數(shù)為： )10276.)(10239.)(( 5867) ???ssss總 結(jié)本設(shè)計(jì)是對(duì)雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)近一個(gè)月的努力對(duì)該電路有了較為深入的研究，也進(jìn)一步熟悉了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、工作原理及各個(gè)器件的作用和設(shè)計(jì)。其次，在查元器件時(shí)只是把資料查出來(lái)就算了，并沒(méi)有把所查資料進(jìn)行整理與篩選出有用的內(nèi)容，因此，接電路時(shí)還得先花時(shí)間查找所需。其次，我要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)，她們也為我解決了不少我不太明白的問(wèn)題。首先我要感謝我們的趙理老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)上給我的指導(dǎo)、提供給我支持和幫助，這是我能完成這次設(shè)計(jì)的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多難題，讓我們把直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)做的更加完善。 在課程設(shè)計(jì)期間，也遇到了不少問(wèn)題。 系統(tǒng)組成圖 采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)解原理：在反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，與電動(dòng)機(jī)同軸安裝一臺(tái)測(cè)速發(fā)電機(jī) TG ，從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓 Un ，與給定電壓 U*n 相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差電壓 ?Un ，經(jīng)過(guò)放大器 A，產(chǎn)生電力電子變換器 UPE 的控制電壓 Uc ，用以控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n。常用的可控直流電源有以下三種：直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1）旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組——用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。第三階段，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值后。圖 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的控制電路包括：給定環(huán)節(jié)、ASR、ACR、限幅器、偏置電路、反相器、電流反饋環(huán)、速度反饋環(huán)等，