【正文】 謝首先感謝重慶交通大學(xué)給了我一個(gè)可以將我們所學(xué)的知識(shí)總結(jié)起來的機(jī)會(huì)，通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅做到了學(xué)以致用，還鍛煉了我的獨(dú)立思考、學(xué)會(huì)分析問題和遇到困難時(shí)能勇于嘗試和探索尋找方法解決問題的能力。第六章系統(tǒng)建模及仿真 邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的建模邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)的邏輯控制器DLC模塊需要自己封裝，其余部分都可以直接調(diào)用。其中Open function屬性是一個(gè)很有用的屬性，通過它指定一個(gè)函數(shù)名，則當(dāng)該模塊被雙擊之后，Simulink就會(huì)調(diào)用該函數(shù)執(zhí)行，這種函數(shù)在MATLAB中稱為回調(diào)函數(shù)。名稱在功能模塊上的位置也可以改變，可以用Format菜單中的Flip Name來實(shí)現(xiàn)，也可以直接通過鼠標(biāo)進(jìn)行拖曳。 Simulink的模塊庫介紹Simulink模塊庫按功能進(jìn)行分類，包括以下8類子庫：Linear（線性模塊）；Discrete（離散模塊）；Connections（連接模塊）；Demos（演示模塊）；Nonlinear（非線性模塊）；Blocksetsamp。必須強(qiáng)調(diào)，Simulink的模糊窗口“untitled”里建立的是系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，保存后的文件后綴為“.mdl”，而MATLAB的的M文件編輯/調(diào)試器即“untitled”窗口里建立的是M文件，文件后綴為“.m”即MATLAB程序，兩者不要混為一談。支持連續(xù)與離散系統(tǒng)以及連續(xù)離散混合系統(tǒng)，也支持線性與非線性系統(tǒng)，還支持具有多種采樣的系統(tǒng)。工具包又可以分為功能性工具包和學(xué)科工具包。使用MATLAB，您可以較使用傳統(tǒng)的變成語言（如C、C++和Fortran）更快的解決技術(shù)計(jì)算問題，MATLAB的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析已經(jīng)計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)U0時(shí)，UT=1，當(dāng)U0時(shí)，UT=0② 零電流檢測(cè)。由于電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)和改變轉(zhuǎn)向都需要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方向，即電樞電流的方向，在系統(tǒng)控制中電流的方向是由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出的U的極性來決定得，也就是說U的符號(hào)改變是邏輯控制器切換的條件之一。電流環(huán)經(jīng)簡化后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，為此，需求出它的閉環(huán)傳遞函數(shù)。②.電流濾波時(shí)間常數(shù) ，三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是 ，為了基本濾平波頭，應(yīng)有～，因此取 。當(dāng)電機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)的情況下，它能有效的限制電樞電流的最大值，電機(jī)回復(fù)正常，便能快速啟動(dòng)。為此采用的方法是雙發(fā)觸發(fā)脈沖，在觸發(fā)某個(gè)晶閘管的同時(shí)，給序號(hào)緊前的一個(gè)晶閘管補(bǔ)發(fā)脈沖。⑥電樞內(nèi)流過與切換前反方向的電流，完成切換過程。過電壓消失后，電容經(jīng)R2放電使兩端電壓恢復(fù)到交流電正常的峰值。U=以觸發(fā)角為30來計(jì)算，U=126V所以根據(jù)要求。此時(shí)系統(tǒng)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)。系統(tǒng)處于正向運(yùn)行狀態(tài)。圖21反并聯(lián)可逆基本線路 控制方案的選擇由于本系統(tǒng)需要正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行，且動(dòng)態(tài)性能要求較高，例如要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)難以滿足要求。采用弱磁調(diào)速優(yōu)點(diǎn)是在功率較小的勵(lì)磁電路中進(jìn)行調(diào)節(jié)的話，控制方便，能量損耗較小，平滑性較高，但是弱磁調(diào)速在額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的n不可能太高，它受電動(dòng)機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度及換向限制。本設(shè)計(jì)共分為六章，第一章主要介紹電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基本概況；第二章介紹了系統(tǒng)的主要原理及方案的選擇；第三章主要是主電路的參數(shù)計(jì)算與保護(hù)設(shè)計(jì)，第四章主要介紹控制電路的設(shè)計(jì)，第五章介紹了MALLAB的基本信息，第六章介紹了系統(tǒng)的仿真模型和結(jié)果。系統(tǒng)系統(tǒng)仿真技術(shù)已經(jīng)被公認(rèn)為是一種新的試驗(yàn)手段，在科學(xué)與工程領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。同時(shí)還要考慮什么時(shí)候封鎖原來工作橋的問題，這要看工作橋又沒有電流存在，有電流時(shí)不應(yīng)封鎖，否則，開放另一組橋時(shí)容易造成二橋短路。采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆調(diào)速系統(tǒng)解決了電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行和回饋制動(dòng)問題，但是，如果兩組裝置的整流電壓同時(shí)出現(xiàn)，便會(huì)產(chǎn)生不流過負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱做環(huán)流。電力拖動(dòng)自動(dòng)化的發(fā)展，為工業(yè)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步打開了更廣闊的前景。隨著生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力拖動(dòng)及其自動(dòng)化得到不斷的發(fā)展。直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，而且從反饋閉環(huán)控制的角度來看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以首先應(yīng)該掌握好直流系統(tǒng)。直流電機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄前 言 2摘 要 IAbstract II第一章 緒論 1 1 1 1 直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展概況 2 無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)簡介 2 控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真 3 4 4第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 5 5 5 5 6 控制方案的選擇 6 7第三章主電路設(shè)計(jì) 10 整流電路計(jì)算 10 11 11 12第四章 控制電路設(shè)計(jì) 13 13 13 14 15 15 16 16 17 18 18 18 19 19 19 21 21 22 22 23 23 23 24 DLC輸入輸出邏輯控制表 26第五章MATLAB的基本知識(shí) 28 28 MATLAB（Sumilink）的介紹 29 Simulink 使用 30 Simulink定義 30 Simulink的模塊庫介紹 30 Simulink功能模塊的處理 30第六章系統(tǒng)建模及仿真 32 邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的建模 32 32 33 34 35 35 37結(jié)論 39致 謝 40參考文獻(xiàn) 412012屆電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起制動(dòng)性能，易于在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起制動(dòng)性能，易于在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動(dòng)。由單機(jī)自動(dòng)化本身高層次的發(fā)展，擴(kuò)展到生產(chǎn)過程與管理的自動(dòng)化。 無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)簡介許多生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)既能正轉(zhuǎn)，又能反轉(zhuǎn)，而且常常還需要快速的啟動(dòng)和制動(dòng)，這就需要電力拖動(dòng)系統(tǒng)具有四象限運(yùn)行的特性，也就是需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。若需正向電動(dòng)，應(yīng)觸發(fā)正組橋；若需反向電動(dòng)，就應(yīng)觸發(fā)反組橋，可見，觸發(fā)的選擇應(yīng)決定于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的極性，在恒磁通下，就決定于信號(hào)。隨著計(jì)算機(jī)仿真與技術(shù)的發(fā)展，目前各個(gè)科學(xué)與工程領(lǐng)域均已開展了仿真技術(shù)的研究。最后在MATLAB中對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真模擬，得出仿真結(jié)果與理論值進(jìn)行比較。改變電樞回路電阻R來調(diào)速比較簡單，控制設(shè)備不復(fù)雜，但調(diào)速范圍不大，調(diào)速平滑性不高，并且是有級(jí)調(diào)速。但需要較大容量的晶閘管裝置；2 勵(lì)磁反接可逆線路：勵(lì)磁反接的反向過程慢，控制相對(duì)復(fù)雜，但需要的晶閘管裝置的容量相對(duì)較小。TG：永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī) DLC：邏輯控制器 TA:三相電流傳感器ASR:轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 LD：平波電抗器 ACR電流調(diào)節(jié)器 VR、VF：正反組三相整流橋 GTR、GRF：正反組晶閘管觸發(fā)電路 A：反相器 圖22 邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理圖（1）正向運(yùn)行：當(dāng)開關(guān)S與+10V接通時(shí)，Usn的極性為（+），在起動(dòng)過程中ΔUn=（UsnUfn）0,使Usi呈（+）極性，設(shè)此時(shí)邏輯控制器DLC發(fā)出的控制器Ublf為“0”，正組處于工作狀態(tài)；Ublr為“1”，反組處于封鎖阻斷狀態(tài)；并設(shè)此時(shí)電樞電流Id極性為（+），電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。這時(shí)的電動(dòng)機(jī)成為發(fā)電機(jī)，通過反組整流橋向電網(wǎng)回饋電能。另外考慮整流電源內(nèi)阻壓降及電網(wǎng)電壓波動(dòng)，通常還需要再增加～，由于（32）式可得U=（220+）=255V。一旦出現(xiàn)過電壓，過電壓的能量被電容吸收，電容的容量足夠大，可以保證此時(shí)電容電壓的數(shù)值在允許范圍之內(nèi)，從而也使電流電壓不超過額定值。⑤由零電流檢測(cè)器得到零電流信號(hào)后，經(jīng) 延時(shí)，確保原導(dǎo)通側(cè)整流橋晶閘管完全阻斷后，開放待工作側(cè)整流橋（例如反組橋）的觸發(fā)脈沖。 在整流電路和閘啟動(dòng)過程中或電流斷續(xù)時(shí)，為確保電路的正常工作，需保證同時(shí)導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管均有觸發(fā)脈沖。在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中，電流調(diào)節(jié)器保證了能活的電機(jī)允許的最大電流，從而加快了動(dòng)態(tài)的過程。圖44 校正后電流環(huán)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性①.整流裝置滯后時(shí)間常數(shù) ，三相橋式電路的平均失控時(shí)間 。（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速n很快的跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)可以減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PT調(diào)節(jié)器，則可以實(shí)現(xiàn)無靜差（2）對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用（3）其輸出限幅值決定電機(jī)允許的最大電流（4）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于I時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這是轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。邏輯控制器的兩個(gè)輸入信號(hào)U和U是邏輯控制器判別改變輸出信號(hào)狀態(tài)的重要條件。邏輯控制器由以下四部分組成（1） 電平檢測(cè)電平檢測(cè)是將輸入的模擬信號(hào)（U ，U）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（UT，UI），轉(zhuǎn)換由兩個(gè)滯環(huán)控制模塊（Relay）實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換要求是：① 轉(zhuǎn)換極性檢測(cè)。MATLAB是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算得高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境。 （Toolbox）。 MATLAB（Sumilink）的介紹MathWork開發(fā)的Sumilink是MATLAB里的重要軟件工具之一，其主要的功能是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真與分析，從而在實(shí)際系統(tǒng)制作出來之前，可以預(yù)先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真與分析，并可以對(duì)系統(tǒng)做適當(dāng)?shù)膶?shí)際修正或者按照仿真的最佳效果來調(diào)試及整定控制系統(tǒng)的參數(shù)，以提高系統(tǒng)的性能，減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中反復(fù)修改時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高效率地開發(fā)系統(tǒng)的目標(biāo)。各個(gè)環(huán)節(jié)可按Simulink特定的方法設(shè)定或改變參數(shù)，以與實(shí)際控制系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)。所謂模型化圖形駛?cè)胧侵窼imulink提供了一些按功能分類的基本的系統(tǒng)模塊，用戶只需要知道這些模塊的輸入、輸出及模塊的功能，而不必考察模塊內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)的，通過對(duì)這些基本模塊的調(diào)用，再將它們連接起來就可以構(gòu)成所需要的系統(tǒng)模型（以 .mdl 文件進(jìn)行存?。M(jìn)而進(jìn)行仿真與分析。