基于v-m的雙閉環(huán)直流運動控制系統(tǒng)的設(shè)計和校正開題報告-文庫吧在線文庫
【正文】 （4）內(nèi)含嵌入式操作系統(tǒng)的控制器正在進入電動機控制領(lǐng)域 當(dāng)今是網(wǎng)絡(luò)時代，信息化的電動機自動控制系統(tǒng)正在悄悄出現(xiàn)。轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)是調(diào)速系統(tǒng)的基本反饋形式。其中閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)一章對我?guī)椭艽?，涉及了基于MATLAB軟件的系統(tǒng)仿真。并介紹了MATLAB的使用實例。首先，《運動控制系統(tǒng)》為我解決了為什么選擇雙閉環(huán)系統(tǒng)，為什么選擇直流電源的問題，知道了設(shè)計該課題的必要性和優(yōu)越性，其對雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的特性詳細得接受，更有助于理解。m2，L=17Mh，Ts=，Cm=30/π 生產(chǎn)機械要求：調(diào)速范圍[6]D=10，靜差率s=5% 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)概述 采用轉(zhuǎn)速負反饋和PI調(diào)節(jié)器[7]的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。圖33雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器，其原理如圖33所示。圖38 含濾波環(huán)節(jié)的PI型電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計與電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計過程類似。圖 311 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖α—轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) β—電流反饋系數(shù)圖 312 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)仿真 運用MATLAB[10]仿真[11]軟件分別對系統(tǒng)電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)進行仿真校驗得出波形圖進行分析。首先選擇主變壓器電路的接法，然后計算變壓器兩側(cè)的電壓、電流及變壓器的容量。因電磁時間常數(shù)Tl遠小于機電時間常數(shù)Tm，轉(zhuǎn)速變化比電流變化慢得多，因此，對電流環(huán)的電流瞬變過程來說E基本不變，△E≈0，即暫且把E的作用去掉，得到忽略E影響的電流環(huán)近似結(jié)構(gòu)圖如圖37所示，等效簡化后得：圖 37 電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖及其化簡 （2）電流環(huán)結(jié)構(gòu)選擇 從動態(tài)要求來看，電流環(huán)的一項重要作用就是保持電動機電樞電流在動態(tài)過程中不超過允許值，即在突加控制作用時不希望有超調(diào)，或者超調(diào)越小越好。 為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實行串級聯(lián)接，如圖32所示。3 設(shè)計思路 設(shè)計方框圖 設(shè)計方框圖[5]如下圖所示，這是大體的設(shè)計思路，供后續(xù)細致設(shè)計過程參考。 （4）曾令琴、趙勝會主編的《電工學(xué)（II）》[4]介紹電工學(xué)的電子技術(shù)部分，內(nèi)容大多為電子技術(shù)的傳統(tǒng)內(nèi)容，包括晶閘管的結(jié)構(gòu)和特性、放大電路及其工作原理與特點、用途、集成運算放大電路、穩(wěn)壓電路、整流電路、濾波電路等。其中對電機的控制過程有清晰全方面的介紹，對于理解電機啟動和調(diào)速控制很有幫助。因而也就有了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu)。 本課題所涉及的調(diào)速方案本質(zhì)上是改變電樞電壓調(diào)速。 （2）應(yīng)用現(xiàn)代控制理論 在過去，人們感到自動控制理論的研究發(fā)展很快，但是在應(yīng)用方面卻不盡人意。 它是由美國Echelon公司于1990年正式推出的。 (3) 基金會現(xiàn)場總線(Foundation Fieldbus)但相對于PCI/ISA加固型工控機而言，由于總體成本高、技術(shù)開發(fā)難度大、無源背板定義并不完全統(tǒng)一導(dǎo)致模板配套性差、電磁兼容性設(shè)計要求高等因素，CompactPCI工控機在工業(yè)過程控制領(lǐng)域并未得到實際應(yīng)用，反而在電信市場獲得廣泛應(yīng)用。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。這些早期的控制器滿足了最初的要求，并且打開了新的控制技術(shù)的發(fā)展的大門。此外，開發(fā)的DCS應(yīng)做到與中控室的常規(guī)儀表具有相同的技術(shù)條件，以保證可靠性、安全性。 相關(guān)課題的發(fā)展歷史控制系統(tǒng)其實從20世紀40年代就開始使用了，早期的現(xiàn)場基地式儀表和后期的繼電器構(gòu)成了控制系統(tǒng)的前身。20世紀90年代前的大約50年的時間里，直流電動機幾乎是唯一的一種能實現(xiàn)高性能拖動控制的電動機，直流電動機的定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場相互獨立并且正交，為控制提供了便捷的方式，使得電動機具有優(yōu)良的起動，制動和調(diào)速性能。盡管近年來直流電動機不斷受到交流電動機及其它電動機的挑戰(zhàn)，但至今直流電動機仍然是大多數(shù)變速運動控制和閉環(huán)位置伺服控制首選?，F(xiàn)在所說的控制系統(tǒng)，多指采用電腦或微處理器進行智能控制的系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)的發(fā)展史上，稱為第三代控制系統(tǒng)，以PLC和DCS為代表，從70年代開始應(yīng)用以來，在冶金、電力、石油、化工、輕工
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