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(編輯修改稿)
2025-04-21 12:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1990年正式推出的。它采用ISO/OSI模型的全部7層協(xié)議，采用了面向?qū)ο蟮脑O計方法，通過網(wǎng)絡變量把網(wǎng)絡通信設計簡化為參數(shù)設置，,傳輸距離為2700m，傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、光纜、射頻、紅外線和電力線等。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。但技術(shù)革新是永無止盡的，為了進一步提高電動機自動控制系統(tǒng)的性能，有關(guān)研究工作正圍繞以下幾個方面展開： （1）采用新型電力電子器件 電力電子器件的不斷進步，為電機控制系統(tǒng)的完善提供了物質(zhì)保證，新的電力電子器件正向高壓，大功率，高頻化和智能化方向發(fā)展。智能功率模塊（IPM）的廣泛應用，使得新型電動機自動控制系統(tǒng)的體積更小，可靠性更高。 傳統(tǒng)直流電動機的整流裝置采用晶閘管，雖然在經(jīng)濟性和可靠性上都有一定優(yōu)勢，但其控制復雜，對散熱要求也較高。電力電子器件的發(fā)展，使稱為第二代電力電子器件之一的大功率晶體管（GTR）得到了越來越廣泛的應用。由于晶體管是既能控制導通又能控制關(guān)斷的全控型器件，其性能優(yōu)良，以大功率晶體管為基礎(chǔ)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。 （2）應用現(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，但是在應用方面卻不盡人意。但近年來，現(xiàn)代控制理論在電動機控制系統(tǒng)的應用研究方面卻出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的興旺景象，這主要歸功于兩方面原因：第一是高性能處理器的應用，使得復雜的運算得以實時完成。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。 （3）采用總線技術(shù) 現(xiàn)代電動機自動控制系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)上有朝總線化發(fā)展的趨勢，總線化使得各種電動機的控制系統(tǒng)有可能采用相同的硬件結(jié)構(gòu)。 （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 當今是網(wǎng)絡時代，信息化的電動機自動控制系統(tǒng)正在悄悄出現(xiàn)。這種控制系統(tǒng)采用嵌入式控制器，在嵌入式操作系統(tǒng)的軟件平臺上工作，控制系統(tǒng)自身就具有局域網(wǎng)甚至互聯(lián)網(wǎng)的上網(wǎng)功能，這樣就為遠程監(jiān)控和遠程故障診斷及維護提供了方便。目前已經(jīng)有人研制成功了基于開放式自由軟件Linux操作系統(tǒng)的數(shù)字式伺服系統(tǒng)。 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。 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。該調(diào)速方法可以實現(xiàn)大范圍平滑調(diào)速，是目前直流調(diào)速系統(tǒng)采用的主要調(diào)速方案。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。按反饋控制原理組成轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)是減小或消除靜態(tài)轉(zhuǎn)速降落的有效途徑。轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)是調(diào)速系統(tǒng)的基本反饋形式?？梢獙崿F(xiàn)高精度和高動態(tài)性能的控制，不僅要控制速度，同時還要控制速度的變化率也就是加速度。由電動機的運動方程可知，加速度與電動機的轉(zhuǎn)矩成正比關(guān)系，而轉(zhuǎn)矩又與電動機的電流成正比。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。因而也就有了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu)。2 文獻綜述 文獻簡介 （1）在由阮毅、陳維鈞主編的《運動控制系統(tǒng)》[1]一書中，以控制規(guī)律為主線，按照交流到直流、從開環(huán)到閉環(huán)（單閉環(huán)、雙閉環(huán)）、從調(diào)速到伺服循序漸進，系統(tǒng)簡介的介紹了運動控制系統(tǒng)所涉及的基本知識。涵蓋了自動控制理論、電力電子技術(shù)、機電與拖動基礎(chǔ)、計算機控制系統(tǒng)、檢測技術(shù)、電路等多方面。通過性能分析與比較，解決電動機控制問題使其達到良好的啟動與調(diào)速性能，一步步由電源選擇、調(diào)速方法選擇、調(diào)速系統(tǒng)選擇、單閉環(huán)雙閉環(huán)的選擇等逐層遞進介紹了多種調(diào)速方案的優(yōu)點、缺點和改進措施。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。但是由于篇幅有限，很多地方介紹過于粗淺，比如觸發(fā)脈沖相位角控制部分沒有提及具體的控制大小的實現(xiàn)電路和原理。 （2）鄧星鐘教授在其主編的《機電傳動控制》[2]中突出機電結(jié)合、電為機用的特點，力求理論聯(lián)系實際，元器件的介紹著重于外部特性和在拖動控制系統(tǒng)中的應用。內(nèi)容包含：機電、控制電器、檢測元件、拖動基礎(chǔ)、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。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。在電力電子器件方面注重在實際應用，并對控制電路、控制原理都有深入的解析。比如詳細得論述了觸
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